DE2311904C2 - Anordnung zur Drehzahlregelung eines mit einer elektronischen Kommutierungseinrichtung ausgestatteten Gleichstrommotors - Google Patents

Description

Emitter der Leistungstransistoren Π bis 7" 4 liegen Über einen gemeinsamen Eraitterwiderstand R 9 am Minuspol der Gleichspannungsquelle. Die Steuerung der Leistungstransistoren T1 bis T 4 erfolgt über die Hallgeneratoren H1 und H 2. Hierzu sind jeweils die Basisanschlüsse zweier Leistungstransistoren T1, T 3 bzw. T 2, T 4 mit den Hallelektroden je eines der Hallgeneratoren H1 bzw. H 2 verbunden. Mit ihren Steuerstromanschlüssen liegen die Hallgeneratoren jeweils in Reihenschaltung zwischen zwei an die Gleichspannungsquelle angeschlossenen Widerständen R 1, R 2 bzw. R 3, R 4.

An dem mit dem Leistungstransistor Γ1 bis T 4 verbundenen Ende eines jeden Wicklungsstranges Wl bis W4 ist jeweils eine AuskoppeldiodeD 1 bis D 4 mit ihrem einen Anschluß angeschlossen. Mit ihrem anderen Anschluß sind die Auskoppeldioden D1 bis D 4 miteinander verbunden und gemeinsam über 7wei in Reihe geschaltete Widerstände R 5 und R 6 an den Emitter eines Transistors Γ 5 angeschlossen. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände R S und R 6 ist über einen Kondensator C an den Sternpunkt der Ständerwicklung angeschlossen. Die Basis des Transistors T 5 ist an den gemeinsamen Verbindungspunkt einer zwischen dem 2-, Stempunkt der Ständerwicklung und dem Minuspol der Gleichspannungsquelle liegenden Reihenschaltung einer Kompensationsdiode D und eines Kompensationswiderstandes R7 angeschlossen. Die Kompensationsdiode D und der Kompensationswiderstand Rl bilden Kompensationsglieder für die Schwellwerte der Auskoppeldioden Dl bis D 4 und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T 5.

Der Kollektor des Transistors T 5 ist an die eine Eingangsklemme eines als Operationsverstärker ausgebildeten Drehzahlreglers A geführt. Der gleichen Eingangsklemme wird ferner über einen einstellbaren Widerstand R S ein Drehzahlsollwert zugeführt. Die andere Eingangsklemme des Drehzahlreglers A ist an den Minuspol der Gleichspannungsquelle angeschlossen. Dadurch sind der Drehzahlregler und die Kommutierungseinrichtung auf dasselbe Potential bezogen. In der mit dem Sternpunkt der Ständerwicklung verbundenen Zuleitung ist die Kollektor-Emitter-Strecke eines Stelltransistors T 6 angeordnet. Die Basis dieses Stelltransistors ist mit dem Ausgang des Drehzahlreglers A verbunden.

Durch den in Basisschaltung angeordneten Tran sistor 7*5 wird die aus der Ständerwicklung ausgekoppelte drenzahlproportionale EMK in einen drehzahlproportionalen Strom umgewandelt. Dadurch ist es möglich, für den Drehzahlregler Λ und die Kommutierungseinrichtung dasselbe Bezugspotential vorzusehen. Der Stelltransistor T 6 kann somit in der Sternpunktszuleitung angeordnet werden, so daß das Bezugspotential für die Steuerschaltung der Kommutierungseinrichtung nicht mehr von der Aussteuerung des SteUtransistors T 6 abhängig ist. Die Kommutierungseinrichtung bleibt somit ohne zusätzlichen Schaliungbaufwand auch bei gesperrtem Stelltransistor 76 voll steuerfähig. Der ei./',ichbare Drehzahlstellbereich hängt nunmehr nur von der geforderten Drehzahlkonstanz ab.

Werden die Kompensationsdiode D und der Kompensationswiderstand R 7 zwischen dem Sternpunkt der Ständerwicklung und dem mit der Kommutierungseinrichtung verbundenen Minuspol der Gleichspannungsquelle angeschlossen, so wird hierdurch eine Kompensation der Schwellwerte der Auskoppeldioden D 1 bis D 4 und der Emitter-Basis-Strecke des Transistors Γ 5 über den gesamten Drehzahlbereich erreicht; denn in diesem Fall ist der über die Kompensationsglieder fließende Kompensationsstrom jeweils der Ankerspannung proportional und damit auch der Drehzahl des Motors. Die Schwellwerte der Auskoppeldioden D1 bis D 4 und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TS sind comit drehzahlproportional kompensiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

2 3Π 904 ι für die Steuerschaltung des Kommutators in Abhän- Patentansprüche: gigkeit von der Ansteuerung des Stellgliedes. Dies B p to zu einer Beeinträchtigung der Kommutierung

1. Anordnung zur Drehzahlregelung eines mit führen, wenn dos Stellglied bei kleiner Drehzahl sehr einer elektronischen Koramutierungseinrichtung 5 weit zugesteuert ist. Damit ist bei meser oeKannten •usgestatteteo Gleichstrommotors, bei dem die Anordnung ein sicherer Betneb bei Weinen Drenzah-Wicklungsstränge der Ständerwicklung mit ihrem len des Motors nicht ohne weiteres gewährleistet,
einen Ende in Stern geschaltet und mit dem einen Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine *ol einer Gleichspannungsquelle sowie mit ihrem derartige Anordnung zur Drehzahlregelung eines anderen Ende über die Kommutierungseinrich- io Gleichstrommotors so auszubilden, daU die Kammutung mit dem anderen Pol der Gleichspannungs- tierungseinrichtung auch bei sehr kleinen Drehzahlen quelle verbunden sind und bei dem an diesem noch einwandfrei arbeitet und der Motor somit bei Ende jedes Wicklungsstranges eine Auskuppel- kleinen Drehzahlen sicher betneben werden kann,
diode mit ihrem einen Anschluß angeschlossen ist Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei und alle Auskoppeldioden mit ihrem anderen 15 eiuer Anordnung zur Drehzahlregelung der eingangs Anschluß an den Istwerteingang eines Drehzahl- beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch, daß leglers angeschlossen sind, der ein in einer der die Auskoppeldioden über die Emitter-Kollektorfceiden Motorzuleitungen angeordnetes Stellglied Strecke eines mit semer Basis mit dem Sternpunkt steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständerwicklung verbundenen Transioiurs an die die Auskoppeküoden (Dl bis D 4) über die ao eine Eingangsklemme des Drehzahlreglers ange-Emitter-Kollektor-Strecke eines mit seiner Basis schlossen sind, dessen zweite Eingangskiemme mit mit dem Sternpunkt der Ständerwicklung verbun- dem mit der Kommutierungseinnchtung verbundedenen Transistors (T 5) an die eine Eingangs- nen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, klemme des Drehzahlreglers (A) angeschlossen und daß das Stellglied in der zum Sternpunkt fuhrensind, dessen zweite Eingangskiemme mit dem mit 35 den Motorzuleitung angeordnet ist.

der Kommütierungseinrichtung verbundenen Pol Der dem Drehzahlregler zugeführte Istwert wird

der Gleichspannungsquelle verbunden ist, und durch die Schwellwtrtspannungen der Auskoppeldaß das Stellglied (T 6) in der zum Sternpunkt dioden und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors führenden Motorzuleitung angeordnet ist. beeinflußt. Da einerseits diese Schwellwertspann un-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 gen konstant sind und andererseits die in der kennzeichnet, daß die Basis des Transistors (T 5) Ständerwicklung induzierte EMK mit abnehmender über Kompensationsglieder (D, R7) für die Drehzahl kleiner wird, macht sich der Einfluß der Schwellwertspannungen der Auskoppeldio- Schwellwertspannungen bei kleinen Drehzahlen stark den (D 1 bis D 4) und der Basis-.wmitter-Strecke bemerkbar. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung des Transistors (T 5) mit dem Sternpunkt der 35 kann dieser Einfluß der Schwellwertspannungen da-Ständerwicklung verbunden ist. durch ausgeschaltet werden, daß die Basis des Transistors über Kompensationsglieder für die Schwellwertspannungen der Auskoppeidiorfen und der Ba-

sis-Emitter-Strecke des Transistors mit dem Stern-

40 punkt der Ständerwicklung verbunden ist.

An Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Gegenstand der Er-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung findung nachfolgend näher beschrieben. Darin zeigt
zur Drehzahlregelung eines mit einer elektronischen F i g. 1 eine schematische Darstellung eines dreh-

Kommutierungseinrichtung ausgestatteten Gleich- 45 zahlgeregelten kollektorlosen Gleichstrommotors mit Strommotors, bei dem die Wicklungsstränge der Hallgeneratoren für die Steuerung der Kommutie-Ständerwicklung mit ihrem einen Ende in Stern ge- rungseinrichtung und

schaltet und mit dem einen Pol einer Gleichspan- Fig. 2 ein Schaltbild einer Anordnung zur Dreh-

nungsquelle sowie mit ihrem anderen Ende über die zahlregelung eines Gleichstrommotors nach der Er-Kommutierungseinrichtung mit dem anderen Pol der 50 findung.

Gleichspannungsquelle verbunden sind und bei dem In F i g. 1 sind mit Wl bis WA die Wicklungs-

an diesem Ende jedes Wicklungsstranges eine Aus- stränge der Ständerwicklung eines kollektorlosen koppeldiode mit ihrem einen Anschluß angeschlos- Gleichstrommotors bezeichnet. Mit N und S sind die sen ist und alle Auskoppeldioden mit ihrem anderen magnetischen Pole eines Dauermagnetläufers L ange-Anschluß an den Istwerteingang eines Drehzahl- 55 deutet. Zwei Hallgeneratoren H1 und H 2 sind dem reglere angeschlossen sind, der ein in einer der beiden Dauermagnetläufer radial gegenüberstehend und um Motorzuleitungen angeordnetes Stellglied steuert. 90° elektrisch gegeneinander versetzt angeordnet.

Eine solche Anordnung ist aus der »ETZ-B« Band Mit ihrem einen Ende sind die Wicklungsstränge in (1972), S. 295 bis 298, bekannt. Bei dieser An- Stern geschaltet und mit dem Pluspol einer Gleichordnung ist die über die Auskoppeldioden ausgekop- 60 Spannungsquelle verbunden. Mit ihrem anderen pelte drehzahlproportionale EMK auf den Stern- Ende sind die Wicklungsstränge über eine Komtnupunkt der Ständerwicklung bzw. auf den mit dem tierungseinrichtung mit dem Minuspol der Gleich-Sternpunkt verbundenen Pol der Gleichspannungs- spannungsquelle verbunden, quelle bezogen. Der Sternpunkt Hegt somit als Be- Wie aus dem Schaltbild nach F i g. 2 zu ersehen zugspotentifil fest. Das von dem Drehzahlregler ge- 6$ ist, besteht die Kommütierungseinrichtung aus vier steuerte Stellglied liegt zwischen dem anderen Pol Leistungstransistoren Γ1 bis T 4. Die Kollektoren der Gleichspannungsquelle und der Kommutierungs- der Leistungstransistoren Γ1 bis Γ 4 sind mit den einrichtung. Dadurch ändert sich das Bezugspotential Wicklungssträngen Wl bis WA verbunden. Die