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Bürstenloser Gleichstrommotor mit induktiver Kommutierung Die Erfindung
betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit induktiver Kommutierung enthaltend
eine mehrphasige Statorwicklung und einen mit Permanentmagneten versehenen Rotor,
welcher in eine Ruhelage stellbar ist.
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Problemstellung Bei derartigen Motoren werden die durch den sich drehenden
Rotor in Wicklungen induzierten Spannungen verwendet, um eine Sommutierung des Stromes
von Phase zu Phase durchzuführen. Bei stehendem Rotor kann jedoch die Kommutierung
nicht erfolgen, so daß zum Anlaufen des Rotors weitere Mittel vorgesehen werden
müssen. So ist aus der deutschen Patentschrift 1 108 312 ein bürstenloser Gleichstrommotor
bekannt
geworden mit einem auf dem Stator angeordneten Hilfsmagneten, mittels dessen der
Rotor in einer Ruhelage festgehalten wird. Durch Betätigen eines Schalters soll
auf die Statorwicklung ein Stromimpuls gegeben werden um den Rotor in der einen
oder anderen Drehrichtung anlaufen zu lassen. Es sind weiterhin auf dem Stator Steuerwicklungen
vorgesehen, welche bei drehendem Rotor die zur Kommutierung erforderlichen Signale
erzeugen. Der genannte Hilf smagnet ergibt ein den Wirkungsgrad des Motors verschlechterndes
Rastmoment. Weiterhin ist der sichere Anlauf des Rotors nicht gewährleistet, denn
wenn der genannte Schalter zu lange betätigt wird, bleibt der Rotor nach einer kleinen
Drehung vor der angesteuerten Phase der Statorwicklung wiederum stehen. Andererseits
wird bei zu kurzer Betätigung des Schalters der Stromimpuls nicht ausreichen um
den Anlauf zu bewirken.
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Aufsabe und Lösung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die genannten Nachteile zu vermeiden und einen im Aufbau einfachen Motor zu schaffen,
welcher einen guten Wirkungsgrad aufweist und mit Sicherheit in die gewünschte Drehrichtung
anläuft. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.
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Vorteile und Weiterbildungen Der erfindungsgemäße Motor zeichnet sich
aus durch einen einfachen Aufbau und gewährleistet einen sicheren Anlauf.
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Mittels einer preiswerten Schaltvorrichtung, welche konventionelle
Bauelemente enthält, wird der Rotor elektronisch zunächst in eine Ruhestellung gebracht,
aus welcher dann der
Anlauf erfolgen kann. Die Ruhestellung des
Rotors wird in vorteilhafter Weise lediglich durch Ansteuern einer oder mehrerer
Phasen der Statorwicklung erreicht. Anschließend wird durch zeitlich verzögertes
Abschalten beziehungsweise Einschalten weiterer Phasen auf den Rotor ein oder mehrere
Drehimpulse gegeben um den Anlauf in einer vorgegebenen Drehrichtung zu bewirken.
Die Zeitdauer der Ansteuerung der Wicklungsphasen wird in vorteilhafter Weise an
die Bauart des Motors angepaßt, wobei insbesondere das Anfahrdrehmoment, das Trägheitsmoment
und die Polpaarzahl zu berücksichtigen sind. Eine bevorzugte Weiterbildung wird
gemäß den Merkmalen des dritten Patentanspruches geschaffen, da gesonderte Sensoren
für die Erzeugung der Kommutierungssignale nicht erforderlich werden. Es werden
vielmehr die in den Statorwicklungen induzierten Spannungen direkt in einer xommutierungseinrichtung
ausgewertet, wobei gemäß des vierten Patentanspruches bevorzugt Differenzverstärker
eingesetzt werden. Mit der sehr vorteilhaften Weiterbildung gemäß den Merkmalen
des fünften Patentanspruches wird es möglich den Einsatzpunkt und die Dauer des
Stromflusses durch die Phasen der Statorwicklung den gewünschten Bedingungen anzupassen,
so daß praktisch alle Motor- und Drehzahlcharakteristiken realisierbar sind. Insbesondere
kann so eine Überlappung der Ströme bei der Kommutierung vermieden und damit ein
guter Wirkungsgrad des Motors erreicht werden. Wird gemäß des siebten Patentanspruches
ein Lagesensor vorgesehen, welcher vorzugsweise als magnetfeldabhängiger Widerstand
ausgebildet ist, so wird entsprechend der geometrischen Anordnung für einen bestimmten
Winkelbereich ein Signal erzeugt und damit die Zeitdauer des Stromflusses beeinflußt.
Enthält die Kommutierungseinrichtung gemäß des neunten Patentanspruches ein Widerstandsnetzwerk,
so läßt sich in sehr einfacher Weise durch geeignete Dimensionierung der einzelnen
Widerstände die Stromflußdauer durch die Phasen der Statorwicklung vorgeben. Der
Aufwand an Bauteilen ist dabei äußerst gering. Werden gemäß den
Merkmalen
des elften Patentanspruches die Schaltvorrichtung mit zwei RC Gliedern ausgerüstet,
so lassen sich sehr einfach deren Zeitkonstanten vorgeben. Damit wird es mit einem
geringen Schaltungsaufwand ermöglicht den Rotor zunächst in seine Ruhestellung zu
bringen, aus welcher er dann nach Ablauf der ersten Zeitdauer sofort herausläuft.
Es hat sich weiterhin als besonderer Vorteil erwiesen, nicht nur eine Phase sondern
insbesondere zwei Phasen der Statorwicklung zunächst gemeinsam anzusteuern, da auf
diese Weise der Rotor schnell in die Ruhelage eingestellt werden kann und ein Pendeln
um die Ruhelage verhindert wird.
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Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der
Zeicklung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Schaltvorrichtung
enthaltend einen Lagesensor Fig. 2 ein Ausführungsbei spiel mit einer Schaltvorrichtung
enthaltend Zeitglieder Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel,bei welchem ähnlich
wie in Fig. 1 mittels den in der Statorwicklung induzierten Spannungen die Kommutierung
bewirkt wird Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Kommutierungseinrichtung,
wobei die Differenzverstärker über Rückführwiderstände zyklisch miteinander verschaltet
sind.
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Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
eines bürstenlosen Gleicnstrommotors mit
einer dreiphasigen Statorwicklung,
wobei die drei Wicklungsphasen 1 bis 3 in Stern geschaltet sind und die gegemeinsamen
Enden an der Spannungsquelle UM liegen. Der nicht dargestellte Rotor enthält Permanentmagnete,
derart, daß falls die genannten Phasen der Statorwicklung in geeigneter Weise von
Strom durchflossen werden, auf den Rotor in bekannter Weise ein Drehmoment wirksam
wird. Die freien Enden 4 bis 6 der Phasen sind mit einer Kommutierungseinrichtung
7 verbunden, enthaltend drei Differenzverstärker 10 bis 12. Dabei ist jeweils eines
der Enden 4 bis 6 mit einem der ersten Eingänge der Differenzverstärker verbunden.
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Die zweiten negativ bewerteten Eingänge sind jeweils mit einem Ende
einer benachbarten Phase verbunden, so daß beispielsweise am Ausgang des Verstärkers
10 dann ein positives Signal ansteht, wenn die in der Phase 1 induzierte Spannung
größer ist als die in der Phase 2 induzierte Spannung. Den Differenzverstärker 10
bis 12 2 sind Inverterstufen 16 bis 18 sowie N11)-Gatter 19 bis 21 nachgeschaltet.
Dabei ist beispielsweise ein Ausgang des vorgeschalteten Differenzverstärkers 10
über die Inverterstufe 16 mit dem NAND-Gatter 19 verbunden, dessen zweiter Eingang
mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 12 verbunden ist. In entsprechender Weise
sind auch die weiteren NAND-Gatter mit dem vorgeschalteten Differenzverstärkern
verbunden. Der Kommutierungseinrichtung 7 ist eine Verstärkerstufe 9 nachgeschaltet,
welche Transistoren 27, 29, 31 aufweist. Die Ausgänge der genannten NAND-Gatter
sind über Widerstände jeweils mit der Basis eines der Transistoren 26, 28, 30 verbunden,
deren Kollektoren jeweils mit der Basis der Leistungstransistoren 27, 29, 31 verbunden
sind. Die freien Enden der Phasen 4, 5, 6 liegen jeweils am Kollektor der genannten
Leistungstransistoren, deren Emitter an Masse liegen.' Der Einfachheit halber sind
die Klemmen der Schaltung, welche an einer gemeinsamen Spannungsquelle UE liegen
mit einem +-Zeichen versehen. Es sind weiterhin eine Schaltvorrichtung 33 vorgesehen
um den Rotor zum Anlaufen zu bringen. Diese enthält
als Lagesensor
für die Rotorstellung einen magnetfeldabhängigen Widerstand 34, welcher mit einem
Widerstand 35 einen Spannungsteiler bildet zur Erzeugung der Basisspannung eines
Transistors 36. Der Kollektor des Transistors 36 ist direkt mit der Basis des Leistungstransistors
31 und über eine Diode 37 mit einem Schalter 39 verbunden. Der genannte Schalter
39 ist weiterhin über eine Diode 38 mit dem Mittenabgriff eines Spannungsteilers
aus den Widerständen 22, 23 verbunden, welche in der Basisstrecke des Transistors
28 liegen. Es ist weiterhin eine Prüfanordnung 41 vorgesehen, mit welcher nach Erreichen
einer vorwählbaren Rotordrehzahl der Transistor 36 gesperrt wird. Die Prüf anordnung
enthält einen Differenzverstärker 43 sowie einen Frequenz-Spannungsumformer 42 bekannter
Bauart, welcher mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 12 verbunden ist. Der Ausgang
des Verstärkers 43 liegt an der Basis des Transistors 36.
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Die Punktionsweise der angegebenen Schaltung ist folgende: Durch Schließen
des Schalters 39 bei zunächst still stehendem Rotor wird die Basis der Transistoren
28 und 31 auf Masse-Potential gelegt, so daß der Leistungstransistor 29 öffnet,
während der Leistungstransistor 31 gesperrt ist. Somit wird aufgrund des durch die
Phase 2 fließenden Stromes der Rotor in eine definierte Ruhestellung gebracht. Aufgrund
der geometrischen Anordnung des als ein magnetfeldabhängiger Widerstand 34 ausgebildeten
Lagesensors wird mittels des Transistors 36 ein Signal erzeugt, welches jedoch über
die Diode 37 zunächst unwirksam gemacht wird. Nach dem Öffnen des Schalters 39 wird
der Stromfluß in der Phase 2 unterbunden, während infolge des nun wirksamen Signales
des Lagesensors ein Strom durch die Phase 3 fließen wird.
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Damit erhält der Rotor einen Drehimpuls und er läuft aus der Ruhestellung
in die vorgegebene Drehrichtung an. Es sei darauf hingewiesen, daß der Lagesensor
derart angeordnet ist, daß der Strom durch die Phase 3 nur solange fließt
wie
es zur Erzeugung eines Drehimpulses erforderlich ist.
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Ein "Besthalten" des Rotors in einer neuen Stellung tritt somit nicht
ein. Für den Fall, daß mit dem genannten Drehimpuls in den Phasen 1 bis 3 ausreichend
starke Spannungen induziert werden, werden über die Kommutierungseinrichtung 7 und
die Verstärkerstufe 9 zunächst die Phase 1 und nachfolgend sämtliche Phasen zyklisch
nacheinander von Strom durchflossen. Die Stromflußdauer und der jeweilige Durchschaltzeitpunkt
der Phasen 1 bis 3 kann dabei durch den Differenzverstärkern 10 bis 12 nachgeschaltete
logische Verknüpfungen wie oben beschrieben vorgegeben werden. Der Rotor läuft somit
bei einem guten Wirkungsgrad auf die mit der Motorspannung UM vorwählbare Drehzahl.
Für den Fall, daß die mit dem ersten Drehimpuls induzierten Spannungen nicht stark
genug sind, dreht sich der Rotor weiter bis gesteuert durch den Lagesensor die Phase
3 wiederum vom Strom durchflossen wird und ein erneuter Drehimpuls erzeugt wird.
Dies wiederholt sich solange bis die induzierten Spannungen ausreichen, um die oben
beschriebene, induktive Kommutierung zu übernehmen. Um während des normalen Laufes
des Rotors einen unnötigen Einfluß des Lagesensors auszuschließen, ist die Prüfanordnung
41 vorgesehen. Hat der Rotor eine bekannte Drehzahl erreicht, so gelangt über den
Frequenz-Spannungs-Umformer 42 ein Signal zu dem Differenzverstärker derart, daß
dessen Ausgang negativ wird und der Transistor 36 sperrt. Anstelle des oben beschriebenen
Umformers 42 kann zum Sperren des Transistors 36 auch direkt die in wenigstens einer-der
Phasen 1 bis 3 induzierte Spannung verwendet werden.
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In Fig. 2 ist eine weitere Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen
Gleichstrommotor dargestellt, wobei außer der Statorwicklung noch eine Steuerwicklung
mit den Phasen 51, 52, 53 vorgesehen ist. Die Steuerwicklung weist in bezug auf
die Statorwicklung einen entgegengesetzten Wicklungssinn auf und ist ebenfalls in
Stern geschaltet. Die freien Enden 54 bis 56 sind auf ein zu einem Ring verbundenen
Widerstandsnetzwerk 57 bis 62 geschaltet, wobei jeweils zwei Widerstände
zwischen
zwei freien Enden liegen. Die anderen gemeinsamen Verbindungspunkte zweier benachbarter
Widerstände sind über weitere Widerstände 66 bis 68 jeweils auf Eingänge von drei
Differenzverstärkern 75 bis 77 geführt. Die freien Enden 54 bis 56 sind außerdem
über in Sperrichtung betriebene Dioden 69 bis 71 auf die genannten Eingänge gefuhrt.
Es ist an die Spannungsquelle 1JE ein Spannungsteiler 73, 74 angeschlossen, dessen
Mittenabgriff sowohl auf den Sternpunkt der Steuerwicklung als auch auf die zweiten
Eingänge der Differenzverstärker 65 bis 77 geführt ist. Es ist eine Verstärkerstufe
78 nachgeschaltet, enthaltend Leistungstransistoren 79 bis 81, über welche die Phasen
1, 2, 3 der Statorwicklung angesteuert werden.
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Die ersten Eingänge der Differenzverstärker sind darüberhinaus mittels
der Dioden 84 bis 86 mit einer Schaltvorrichtung 87 verbunden. Diese enthält einen
Schalter 89 mit welchem ein RC-Glied 90, 91 und ein Differenzverstärker 92 verbunden
ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers ist über eine Diode 93 mit einem weiteren
RC-Glied 94, 95 und über die Diode 85 mit dem Verstärker 75 verbunden. Der gemeinsame
Punkt des RC-Gliedes 94, 95 liegt über die Diode 84 am Eingang des Verstärkers 76.
Zusätzlich ist noch ein Schalttransistor 96 vorgesehen, dessen Kollektor über die
in Sperrichtung geschaltete Diode 86 mit dem Eingang des Verstärkers 77 verbunden
ist. Der Eollektor-Emitterstrecke des Transistors 96 ist ein RC-Glied 98a, 98 parallel
geschaltet, dessen gemeinsamer Verbindungspunkt über eine Diode 99 mit -dem ersten
Eingang des Differenzverstärkers 77 verbunden ist. Der mit der Basis des Transistors
96 verbundene Widerstand 97 kann bevorzugt auch durch den gestrichelt dargestellten
Kondensator 97 a ersetzt werden. Damit wird mit einem geringen Aufwand erreicht,
daß bei entsprechender Dimensionierung der RC-Glieder 94, 95 bzw. 97 a, 97 b auf
den Rotor zeitlich nacheinander zwei-Drehimpulse wirksam werden. Dies ist für den
Anlauf von besonderer Bedeutung.
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Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ist folgende:
Durch
Betätigen des Schalters 89 liegt am Ausgang des Differenzverstärkers 92 ein positives
Signal, so daß zum einen über die Diode 85 der Transistor 79 und über die Dioden
93, 84 der Transistor 80 durchgeschaltet werden.
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Gleichzeitig wird der Transistor 96 durchgeschaltet, so daß der Transistor
81mit Sicherheit sperrt. Aufgrund des Stromf-lusses durch die Phasen 1, 3 wird der
permanentmagnetische Rotor des Gleichstrommotors in eine definierte Ruhestellung
gebracht. Nach einer gewissen durch die Dimensionierung des RC-Gliedes 90, 91 vorwählbaren
Zeitdauer verschwindet am Ausgang des Verstärkers 92 das genannte Signal, so daß
übeæ den Verstärker 75 der Strom durch die Phase 3 unterbrochen wird. Aufgrund der
Sperrwirkung der Diode 93 bleibt jedoch für eine vorwählbare Zeitdauer das positive
Signal am Kondensator 95 bestehen, so daß auch die Phase 1 noch vom Strom durchflossen
wird.
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Damit wird auf den Rotor ein Drehimpuls gegeben um ihn aus seiner
Ruhestellung zum Anlaufen zu bringen. Durch geeignete Dimensionierung des RC-Gliedes
94, 95 wird die Zeitdauer des Stromflusses derart vorgegeben, daß auf den Rotor
kein Bremsmoment wirksam werden kann. Der Transistor 96 dient wie bereits ausgeführt
zunächst dazu über die Diode 86 und den Differenzverstärker 77 den Transistor 81
solange ZU sperren, wie die Transistoren 79 beziehungsweise 80 Stromführen. Mittels
des dem Transistor 96 vorgeschalteten RO-Gliedes wird weiterhin erreicht, daß der
Transistor 96 nach Abschalten der Phase 2 verzögert sperrt und über das RC-Glied
98 a, 98 und die Diode 99 der Transistor 81 und die Phase 2 kurzeitig von Strom
durchflossen wird. Durch geeignete Dimensionierung der RC-Glieder 94, 95 beziehungsweise
97 a, 97b wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Phasen 1, 2 nacheinander
von Strom durchflossen werden, und auf den Rotor somit zwei Drehimpulse wirksam
werden.
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Der genannte Drehimpuls reicht aus, daß durch den permanenmagnetischen
Rotor in der Steuerwicklung ausreichend starke Spannungen induziert werden, mit
welchen über die Kommutierungseinrichtung 50 nun das Schalten der Leitungstransistoren
bewirkt wird. Dies ser für die Phase 2 nachfolgend
erläutert, wobei
davon ausgegangen sei, daß in der Steuerwicklung 51 bis 53 um jeweils 1200 el. versetzte
Spannungen durch den Rotor induziert werden. Mittels der benachbarten Widerstände
61, 62 wird aus den Spannungen der Phasen 3 und 1 der Mittelwert gebildet, entsprechend
des Widerstandsverhältnisses. tberschreitet der genannte Mittelwert des durch den
Spannungsteiler 73, 74 gebildete Bezugspotential, so erscheint am Ausgang des Verstärkers
77 ein positives Signal, und die Phase 2 wird durchgeschaltet. Wird der Mittelwert
größer als die Spannung der Phase 53, so wird diese Spannung über die Diode 71 auf
den Eingang des Verstärkers 77 gelegt. Unterschreitet die Spannung der Phase 53
das Bezugspotential,-wobei der Vollständigkeit halber auch noch der Spannungsabfall
an der Diode 71 zu brücksichtigen ist, so wird die Phase 2 gesperrt. Durch entsprechende
Dimensionierung der benachbarten Widerstände 61, 62 kann dabei der Einschaltzeitpunkt
der Phase 2 verschoben, die Einschaltdauer kleiner oder größer als 1200 el. eingestellt
werden, so daß mit der angegebenen Schaltung praktisch alle gewünschten Motor- und
Drehzahlcharakteristiken realisierbar sind. Insbesondere ist somit die überlappungsfreie
Kommutierung der Phasen 1 bis 3 ohne besonderen Aufwand realisierbar. Die Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 2 kann zur Einsparung von Bauteilen in bevorzugter Weise modifiziert
werden. Dem Transistor 81 wird ein liOR-Gatter vorgeschaltet, welches die Ausgänge
der Differenzverstärker 75, 76 miteinander verknüpft. Der Differenzversärker 77
und die vorgeschalteten Widerstände 61, 62, 68 entfallen hierbei ebenso wie der
Transistor 96 aus der Schaltvorrichtung. Im Hinblick auf den sicheren Anlauf wird
auf diese Weise erreicht, daß auf den Rotor hintereinander zwei Drehlmpulse wirksam
werden. Der erste wird wie oben beschrieben durch Ansteuern der Phase 1 bewirkt.
Nach Beendigung des Stromflusses der Phase 1, dessen Zeitdauer durch das RC-Glied
94, 95 vorgegeben ist, wird über das genannte NOR-Gatter der Transistor 81 durchgeschaltet
und somit ein zweiter Drehimpuls auf den Rotor gegeben. Auch diese Schaltungsvariante
bietet den erheblichen
Vorteil von zwei nacheinander auf den Rotor
wirksamen Drehimpulsen, so daß der Rotor sicher in der vorgegebenen Richtung anlaufen
wird.
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Schaltungsanordnung, welche sich von
der in Fig. 2 gezeigten im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß keine gesonderte
Steuerwicklung vorgesehen ist. Die zur Kommutierung erforderlichen Spannungen werden
vielmehr direkt aus der Statorwicklung ausgekoppelt.
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Der Sternpunkt der Statorwicklung 1 bis 3 liegt auf Massepotential,
während die freien Enden der Statorwicklung mit den Eingangsklemmen 54 bis 56 der
Kommutierungseinrichtung 50 verbunden sind. Der Einfachheit halber sind die sich
entsprechenden Bauelemente aus Fig. 2 und Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Dem zu Tiders t ITiderstandsnetzwerk 57 bis 68 sind entsprechend dem obigen
Beispiel drei Differenzverstärker 105 bis 107 nachgeschaltet, deren positiv bewerteten
Eingänge auf Massepotential liegen. Die Ausgänge der genannten Vetärker sind über
nicht näher bezeichnete Widerstände jeweils auf die Basis der Transistoren 108 bis
110 geführt. Deren Emitter liegen an der positiven Spannungsquelle UE, während die
Kollektoren über Spannungsteiler mit der Basis der Leistungstransistoren 79 bis
81 verbunden sind. Die Emitter der genannten Leistungstransistoren sind mit einer
negativen Motorspannungsquelle UM verbunden. Das Anlaufen des Motors erfolgt, wie
oben bereits beschrieben, mittels der Schaltvorrichtung 87, wobei beispielsweise
für eine gegenüber Masse positive Spannung am negativ bewerteten Eingang des Verstärkers
105, an dessen Ausgang ein negatives Signal erscheint, so daß Transistoren 108 und
79 geöffnet werden und durch die Phase 3 ein Strom fließen kann.
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Im übrigen entsprechen sich die Funktionsweise der Schaltungsanordnungen
aus Fig. 2 und Fig. 3.
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Solh weiterhin die Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors einen
bestimmten Wert nicht überschreiten, so kann das in vorteilhafter Weise durch Abschalten
wenigstens einer Phase der Statorwicklung über eine Regeleinrichtung 112 erreicht
werden. Hierzu wird mittels einer Gleichrichterschaltung,
enthaltend
Dioden 114 bis 116 eine der momentanen Drehzahl des Rotors proportionale Spannung
gebildet. In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 sind die genannten Dioden mit
den freien Enden der Statorwicklung 1 bis 3 verbunden.
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Ist gemäß Fig. 2 eine Steuerwicklung vorgesehen, so werden die Dioden
zweckmäßigerweise mit dieser verbunden. Die genannte Spannung wird über ein RC-Glied
117, 118 auf den negativ bewerteten Eingang eines Differenzverstärkers geführt,
an dessen zweiten Eingang über einenspnnnungsteiler 121, 122 eine Bezugsspannung
UR liegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 120 X> liegt über eine in Sperrichtung
geschaltete Diode 124 am Eingang des der Phase 2 zugeordneten Differenzverstärkers
107. Uberschreitet die der Drehzahl proportionale Spannung die Bezugsspannung UR,
so wird der Ausgang des Verstärkers 120 negativ und damit auch der Eingang des Verstärkers
107. Die Phase 2 kann daher auch wenn über das Widerstandsnetzwerk 57 bis 68 entsprechende
Signale anstehen, solange nicht durchgeschaltet werden, bis die Drehzahl des Rotors
wieder den mit der Bezugsspannung UR vorgewählten Wert erreicht hat.
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Die Drehzahlregelung kann auch dadurch-erreicht werden, daß der Motor
in bekannter Weise mit einer äußeren Steuerfrequenz synchronisiert wird. Hierbei
wird die Frequenz der in der Statorwicklung 1 bis 3 oder in die Steuerwicklung induzierten
Spannung in einer Frequenzvergl eichseinrichtung mit der äußeren Steuerfrequenz
verglichen. Sind die genannten Frequenzen bei Erreichen der Solldrehzahl gleich,
so wird mittels der Vergleichseinrichtung ein Signal erzeugt, welches wenigstens
eine Phase der Statorwicklung abschaltet oder zumindest den Stromflußwinkel reduziert.
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Die aufgrund des einfachen Aufbaus bevorzugte Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 4 enthält eine Kommutierungseinrichtung 130 mit Differenzverstärkern
10 bis 12, deren Eingänge ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt, mit den Steuerwicklungen
131 bis 133 verbunden sind. Im Unterschied zu Fig. 1 sind jedoch den Differenzverstärkern
keine Inverterstufen und Gatter nachgeschaltet, sondern es sind lediglich zyklisch
verschaltete Rckführwiderstände 138 bis 140 vorgesehen.
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So ist beispielsweise der Ausgang des Differenzversärkers 11 mittels
des Ruckführwiderstandes 138 auf den negativ bewerteten Eingang des Differenzverstärkers
10 geschaltet.
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Mittels der genannten Kommutierungseinrichtung werden ähnlich wie
in Fig.' 1 beschrieben durch die in den Steuerwicklungen 131 bis 133 induzierten
Spannungen die Transistoren der nachgeschalteten Verstärkerstufe 9 zyklisch nacheinander
von Strom durchflossen. Zum Anlauf des Rotors ist eine Schaltvorrichtung 87 a vorgesehen,
die in Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen der Schaltvorrichtung 87 entspricht.
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} Obgleich die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
sich auf Gleichstrommotoren mit dreiphasiger Statorwicklung beziehen sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß die Erfindung Motore mit mehrphasiger Statorwicklung betrifft.
Wesentlich ist in allen Fällen, daß der Rotor durch Ansteuern einer oder mehrerer
Phasen der Statorwicklung zunächst in eine Ruhestellung gebracht wird und daß nachfolgend
eine oder mehrere Phasen nacheinander zyklisch für eine vorwählbare Zeitdauer angesteuert
werden und den Rotor zum Anlaufen zu bringen.
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- Patentansprüche -