DE2559012A1

DE2559012A1 - Steuereinrichtung fuer einen drehenden uhrenmotor

Info

Publication number: DE2559012A1
Application number: DE19752559012
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Berney
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1975-12-29
Publication date: 1976-08-19
Also published as: CH587513B5; DE2559012B2; US4031438A; JPS51106469A; DE2559012C3; CH163175A4

Description

EBAUCHES SA, Neuenburg / Schweiz

Steuereinrichtung für einen drehenden Uhrenmotor.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen drehenden Uhrenmotor. Um einen einfachen, drehenden Motor mit einer Antriebsspule in Drehbewegung zu halten, müssen der Antriebsspule Antriebsimpulse zugeführt werden, die mit der in der Spule induzierten Wechselspannung in Phase sind. Ein besonders einfaches Mittel zur Erfüllung dieser Bedingungen liegt in der Verwendung eines Nulldetektors, der eine logische Schaltung steuert, die ihrerseits positive Antriebsimpulse während der positiven Halbwelle der induzier-

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ten Spannung oder umgekehrt an die Spule des Motors abgibt. Im Falle eines drehenden Uhrenmotors, der normalerweise auf konstante Drehzahl geregelt wird, weist dieses zwar einfache, bekannte System erhebliche Mängel auf. Der Wirkungsgrad ist gering, und der Energieverbrauch entsprechend hoch, was sich auf die Lebensdauer der Batterie nachteilig auswirkt. Die Drehzahl ist stark abhängig von dem auf den Motor wirkenden Lastmoment. Da dieses Lastmoment in einer Uhr sehr stark variiert, können sehr leicht Instabilitäten in der Regelschaltung auftreten.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, eine Steuereinrichtung für einen drehenden Uhrenmotor zu schaffen, welche die genannten Mängel zu vermeiden gestattet. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen ersten Nulldetektor, dessen Eingang mit der Spule des Motors und dessen Ausgang mit einem Zeitglied verbunden ist, einen zweiten Nulldetektor, dessen Eingang über einen Kondensator mit der Spule des Motors verbunden ist und mittels eines durch den Ausgang des genannten Zeitgliedes steuerbaren Schalters kurzgeschlossen werden kann, und durch eine logische Schaltung, welche der Spule Antriebsimpulse zuführt, solange am genannten zweiten Detektor und am Zeitglied zugleich ein Ausgangssignal erscheint.

Die Dauer der oben erwähnten Antriebsimpulse ist abhängig von der Periode T der in der Spule des Motors induzierten

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Spannung und von der Verzögerungszeit des Zeitgliedes t,

T
und zwar nach der Formel: γ - 2t. Für T = 4t beträgt dieser Wert Null, womit eine minimale Dauer der Periode T und somit eine maximale Drehzahl des Motors, unabhängig vom Lastmoment desselben, gegeben ist. Anderseits tritt der Antriebsimpuls bezüglich der maximalen induzierten Spannung symmetrisch auf, was automatisch zu einem optimalen Wirkungsgrad führt.

Anhand der Zeichnung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Steuereinrichtung dargestellt.

Figur 1 zeigt ein Blockschema der erfindungsgemässen Einrichtung und

Figur 2 zeigt Diagramme der Spannungen an verschiedenen Stellen der Schaltung gemäss Figur 1.

Figur 1 zeigt die Spule Ml des Motors, deren eine Klemme A mit dem Eingang eines Nulldetektors 1 verbunden ist. Der Ausgang dieses Nulldetektors 1 ist mit dem Eingang eines Zeitgliedes 2 verbunden, welches auf eine Verzögerungszeit t eingestellt ist. üeber einen Kondensator Cl ist die Klemme A der Spule Ml mit einem zweiten Nulldetektor 3 verbunden, dessen Eingang mittels eines MOS-Transistors Tl, dessen Gitter mit dem komplementären Ausgang des Zeitgliedes 2 verbunden ist, kurzgeschlossen werden kann. Der eine Ausgang des Zeitgliedes 2 und der Ausgang des zweiten Nulldetektors 3 sind

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je mit einem Eingang eines UND-Tors 5 verbunden. Mit einem weiteren Eingang dieses Tors 5 ist der Ausgang eines Impulsgenerators 4 verbunden. Der Ausgang des Tors 5 ist mit der Klemme A der Spule Ml des Motors verbunden.

Anhand der Diagramme der Figur 2 ist die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1 ohne weiteres verständlich. Die in der Spule Ml induzierte, an ihrer Klemme A auftretende Spannung wird dem ersten Nulldetektor 1 zugeführt, welcher während der positiven Halbwelle der induzierten Wechselspannung am Ausgang C ein positives Signal erzeugt. Das Zeitglied 2 überträgt dieses positive Signal mit einer gewissen Verzögerung, so dass an seinem Ausgang D ein entsprechendes positives Signal mit einer Verzögerung t erscheint.

Der Eingang des zweiten Nulldetektors 3 ist durch den Transistor Tl kurzgeschlossen, solange der Ausgang des Zeitgliedes 2 auf Null ist. Erscheint sodann an diesem Ausgang das Signal I, so wird der Kurzschluss aufgehoben, und die Spulenspannung wird über dem Kondensator Cl an den Eingang (Stelle B) des Nulldetektors 3 übertragen. Dabei wird die Spannung am Ein- . gang B vorderhand positiv, und dann wiederum negativ. Der Ausgang (Stelle F) des zweiten Nulldetektors liefert ein positives Signal, solange sein Eingang positiv ist. Es zeigt sich, dass die Dauer dieses positiven Ausgangssignals symmetrisch zum Maximum der in der Spule Ml induzierten Spannung liegt. Die Antriebsimpulse des Generators 4 werden von dessen

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. Ausgang (Stelle E) über das UND-Tor 5 an die Spule Ml übertragen, solange die Spannungen an den Stellen D und F, also an den zwei übrigen Eingängen des Tors 5, zugleich positiv sind. Die dabei auftretenden Antriebsimpulse sind in den Diagrammen A und B in Figur 2 dargestellt.

Das Verhältnis zwischen der Dauer des positiven Signals am Ausgang des Detektors 3 und der Periode T ist:

- 2 (? - t) 1 2t

T 2 T

Für t = τ beträgt dieses Verhältnis Null, und der Motor würde keine Antriebsimpulse mehr empfangen. Die dem Motor zugeführte Energie ist also eine Funktion des oben erwähnten Verhältnisses und^: ist stark abhängig von der Periode, was sich in einer Stabilisation der Drehzahl des Motors auswirkt.

Die dargestellte Schaltung ist besonders vorteilhaft, wenn der Motor phasengesteuert ist, da eine starke Regelung der zugeführten Energie in Funktion der Drehzahl des Motors das Risiko von Instabilitäten im Regelkreis herabsetzt bzw. aufhebt und eine starke und schnelle Dämpfung von Regelschwingungen bei äusseren Störeinflüssen bewirkt. Durch geeignete Einstellung der Verzögerungszeit t kann die Regelung in sehr einfacher Weise eingestellt werden. Wenn der Motor voreilt,

To
soll t grosser sein als 7—, während bei nacheilendem Motor

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To t kleiner sein soll als —, wobei To die Periode eines

Referenzsignals ist.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE: ,

11))Steuereinrichtung für einen drehenden Uhrenmotor, gekennzeichnet durch einen ersten Nulldetektor (1), dessen Eingang mit der Spule (Ml) des Motors und dessen Ausgang mit einem Zeitglied (2) verbunden ist, einen zweiten Nulldetektor (3), dessen Eingang über einen Kondensator (Cl) mit der Spule (Ml) des Motors verbunden ist und mittels eines durch den Ausgang des genannten Zeitgliedes (2) steuerbaren Schalters (Tl) kurzgeschlossen werden kann, und durch eine logische Schaltung (4, 5), welche der Spule (Ml) Antriebsimpulse zuführt, solange am genannten zweiten Detektor (3) und am Zeitglied zugleich ein Ausgangssignal erscheint.
2) Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Schaltung (4, 5) einen Impulsgenerator (4) sowie ein UND-Tor (5) aufweist.

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