DE69014839T2 - Regelkreis für kollektorlosen elektrischen Motor. - Google Patents

Regelkreis für kollektorlosen elektrischen Motor.

Info

Publication number
DE69014839T2
DE69014839T2 DE69014839T DE69014839T DE69014839T2 DE 69014839 T2 DE69014839 T2 DE 69014839T2 DE 69014839 T DE69014839 T DE 69014839T DE 69014839 T DE69014839 T DE 69014839T DE 69014839 T2 DE69014839 T2 DE 69014839T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gate
partial coils
control circuit
inputs
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69014839T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69014839D1 (de
Inventor
Luciano Antognini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Portescap SA
Original Assignee
Portescap SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Portescap SA filed Critical Portescap SA
Publication of DE69014839D1 publication Critical patent/DE69014839D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69014839T2 publication Critical patent/DE69014839T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen kollektorlosen elektrischen Motor des Typs, der einen Rotor besitzt, welcher solcherart magnetisiert ist, dass er mindestens ein Paar magnetischer Pole aufweist, und einen Stator, der mit einer zwei- oder mehrphasigen Wicklung versehen ist, welche mehrere Teilspulen gleicher Impedanz umfasst, wobei diese Steuerschaltung elektronische Schaltmittel aufweist, die dazu ausgebildet sind, unter der Wirkung eines Schaltsteuerungssignals die Teilspulen der verschiedenen Phasen wahlweise, entsprechend einem Zyklus von aufeinanderfolgenden Speisungszuständen, mit den Klemmen einer Stromquelle zu verbinden, Mittel zur Erfassung der an den Klemmen von Teilspulen oder Teilspulengruppen auftretenden Spannungen und Mittel zur Abgabe des genannten Schaltsteuerungssignals aufgrund der genannten erfassten Spannungen.
  • Eine Steuerschaltung dieses Typs wurde für einen Dreiphasen- Motor, dessen Teilspulen in Sternschaltung angeordnet sind, in der amerikanischen Patentschrift 4.743.815 beschrieben. Diese Schaltung erfasst den Nulldurchgang der durch den Rotor in einer nicht mit Strom gespeisten Teilspule induzierten gegenelektromotorischen Kraft und benützt einen Mikroprozessor, um aufgrund dieses Nulldurchgangs den gewünschten Schaltzeitpunkt zu bestimmen. Eine solche Schaltung ist nur im Falle eines Motors des beschriebenen Typs anwendbar und erfordert relativ aufwendige Mittel, um ein geeignetes Schaltsignal zu erzeugen.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine für Zwei- oder Mehrphasen-Motoren verwendbare Steuerschaltung bereitzustellen, deren Teilspulen in Serie geschaltet sind und daher alle in jedem Speisungszustand des Motors gespeist sind. Sie bezweckt insbesondere, die Erfassung einer Rotorstellung zu ermöglichen, die deutlich vor der durch die bekannte Schaltung erfassten Stellung liegt, und die Erzeugung eines Schaltsignales durch besonders einfache und wirtschaftliche Mittel zu ermöglichen. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein solches Schaltsignal unabhängig von der Form des Speisestroms des Motors zu erhalten.
  • Zu diesem Zweck weist die Schaltung gemäss der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erwähnten Merkmale auf. Die Patentansprüche 2 bis 7 beschreiben besondere Ausführungsformen der Schaltung gemäss der Erfindung.
  • Die Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen hervor, die als Beispiele angeführt und in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht sind, in welcher:
  • die Fig. 1 ein Schema der Steuerschaltung gemäss der Erfindung im Falle eines Zweiphasen-Motors ist,
  • die Fig. 2 eine graphische Darstellung der in der Schaltung der Fig. 1 auftretenden Drehmomente und Spannungen ist,
  • die Fig. 3 das Schema einer Steuerschaltung gemäss der Erfindung für einen Dreiphasen-Motor ist,
  • die Fig. 4 ein Teilschema ist, das die Anwendung der Schaltung gemäss der Erfindung auf einen Fünfphasen-Motor veranschaulicht, und
  • die Figuren 5 und 6 graphische Darstellungen des Verlaufs der Drehmomente und induzierten Spannungen im Falle der Dreiphasen- bzw. Fünfphasen-Motoren sind.
  • Im Schaltschema der Fig. 1 wurde der Rotor 1 eines Zweiphasen- Motors symbolisch dargestellt, wobei dieser Rotor solcherart magnetisiert ist, dass er allgemein eine bestimmte Anzahl magnetischer Polpaare n, s aufweist, die durch ein einziges Paar von Polen 2 und 3 dargestellt sind. Der Stator des Motors gemäss Fig. 1 enthält eine aus vier Teilspulen gebildete Wicklung, deren Spulen A&sub1; und A&sub2; zu einer ersten Phase A gehören und deren Spulen B&sub1; und B&sub2; zu der zweiten Phase B gehören, die in Bezug auf die erste um 90º phasenverschoben ist. Diese Teilspulen sind in Serie geschaltet und weisen die gemeinsamen Verbindungspunkte 41, 42, 43, 44 auf. Der Wicklungssinn dieser Spulen ist durch einen Punkt angezeigt, und es ist zu bemerken, dass die Spulen, wie dargestellt, aufeinanderfolgend in der gleichen Richtung liegen. Wie die Fig. 1 zeigt, befinden sich die Teilspulen einer selben Phase in entgegengesetzten Zweigen der Schaltung 41, 42, 43, 44. Wenn diese Spulen von einem konstanten Strom durchflossen werden, erzeugen die Spulen der Phasen A und B Drehmomente Ma beziehungsweise Mb, die sich mit der mechanischen Stellung α des Rotors ändern und sich in der folgenden Form ausdrücken lassen:
  • Ma = K. sin Nα
  • Mb = K. cos Nα
  • wobei K eine von den Eigencharakteristiken des Magnetkreises und der jeder Phase zugeordneten Spulen abhängige Konstante ist und N die Anzahl Polpaare des Rotors ist. Der rein sinusförmige Drehmomentverlauf ist hier nur als Beispiel und für den Bedarf der vorliegenden Beschreibung gewählt, das Funktionsprinzip der vorliegenden Steuerschaltung ist jedoch auch auf Motoren anwendbar, die beliebige Gesetzmässigkeiten für das Drehmoment aufweisen. Der Verlauf der Drehmomente Ma (Nα) und Mb (Nα) ist im Diagramm der Fig. 2 durch die Kurven A und B für eine willkürliche positive Richtung des Stromes, wie der der Ströme i&sub1; und i&sub2; gemäss der Fig. 1, dargestellt. Für die entgegengesetzte Stromrichtung sind die entsprechenden Drehmomente um 180º phasenverschoben, wie mit den Kurven A und B gezeigt.
  • Im vorliegenden Motor mit Permanentmagnet-Rotor beinhaltet jede Phase A und B eine durch Bewegung induzierte Spannung, die in der Form
  • Uma = K&sub0;ωsin Nα bzw.
  • Umb = K&sub0;ωcos Nα
  • ausgedrückt werden kann, wobei ω die mechanische Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, ausgedrückt in Radianten pro Sekunde, darstellt. Diese induzierten Spannungen können somit als Funktion der Zeit t durch dieselben Kurven A und B der Fig. 2 dargestellt werden.
  • Wenn man annimmt, dass jede Teilspule eine Induktivität L und einen Ohm'schen Widerstand R besitzt, dass die gegenseitige lnduktivität der Teilspulen einer selben Phase L&sub1;&sub2; ist und dass der Magnetkreis ein lineares Verhalten aufweist, lassen sich die jeweils an den Klemmen der Spulen A&sub1;, B&sub1;, A&sub2;, B&sub2; auftretenden Spannungen im Falle des Speisungszustandes AB, in welchem eine Speisespannung + Ua1 zwischen den Klemmen 41 und 43 angelegt wird, wie folgt ausdrücken:
  • Ua1 = Ri&sub1; + Ldi&sub1;/dt + L&sub1;&sub2;di&sub2;/dt + Uma
  • Ub1 = Ri&sub1; + Ldi&sub1;/dt + L&sub1;&sub2;di&sub2;/dt + Umb
  • Ua2 = Ri&sub1; + Ldi&sub2;/dt + L&sub1;&sub2;di&sub2;/dt + Uma
  • Ub2 = Ri&sub2; + Ldi&sub2;/dt + L&sub1;&sub2;di&sub2;/dt + Umb
  • wobei i&sub1; und i&sub2; die Ströme in den Zweigen 41, 42, 43, bzw. 41, 44, 43 der Fig. 1 sind. Aus der Tatsache, dass
  • U41,43 = Ua1 + Ub1 = Ua2 + Ub2
  • folgt, dass i21 = i&sub2; = i/2, wobei i den Gesamtstrom zwischen den Klemmen 41 und 43 bezeichnet.
  • Unter diesen Bedingungen ist die Spannung zwischen den Klemmen 42 und 44
  • U42,44 = Ub1 Ua2 = Ri/2 + Ldi/2dt + L&sub1;&sub2;di/2dt + Umb --
  • - Ri/2 - Ldi/2dt - L&sub1;&sub2;di/2dt - Uma
  • wonach
  • U42,44 = Umb - Uma,
  • während
  • U41,43 = + Ua1.
  • Da der Motor die Speisungszustände AB, B, , A durchläuft, findet man auf ähnliche Weise im Speisungszustand AB, in welchem die Speisespannung + Ua1 zwischen den Klemmen 42 und 44 angelegt ist, d.h. dass
  • U42,44 = + Ua1,
  • dass
  • U41,43 = - Uma + Umb.
  • Desgleichen ist im folgenden Zustand
  • U41,43 = - Ua1
  • und
  • U42,44 = Umb - Uma
  • und im Zustand A
  • U42,44 = - Ua1
  • und
  • U41,43 = Uma + Umb.
  • Es ist zu bemerken, dass die Spannungen U41,43 und U42,44 Nulldurchgänge aufweisen, die direkt mit sehr genauen mechanischen Stellungen des Rotors zusammenhängen. Tatsächlich ist
  • U41,43 = Uma + Umb = K&sub0;ω(sin Nα + cos Nα) = 0
  • für Nα = - π/4∓n π
  • und
  • U42,44 = Umb - Uma = K&sub0;ω(cos Nα - sin Nα) = 0
  • für Nα = + π/4±n π
  • In der Fig. 2 sind die zeitlichen Änderungen der Spannungen U41,43 und U42,44 dargestellt, und die vier besonderen Rotorstellungen pro Speisungszyklus, die den Nulldurchgangszeiten t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, t&sub4; dieser Spannungen entsprechen, sind mit Nα&sub1;, Nα&sub2;, Nα&sub3;, Nα&sub4; bezeichnet.
  • Gemäss dem Schaltschema der Fig. 1 sind die vier Klemmen 41, 42, 43, 44 der Wicklung 4 mit einer Speiseschaltung 5 von bekanntem Aufbau verbunden, die durch eine äussere Spannungsquelle Ua1 gespeist wird und durch logische Signale gesteuert wird, die ihr durch Leitungen 6 und 7 zugeführt werden, derart, dass sie die vier oben genannten Speisungszustände AB, B, , A definieren. Diese logischen Signale werden durch einen Ringzähler 8 erzeugt, der jeweils den Übergang von einem Zustand zu einem anderen in einer definierten Reihenfolge auslöst, wenn er an einem Eingang, der durch eine Leitung 9 mit einer monostabilen Schaltung 16 verbunden ist, einen Schaltsteuerungsimpuls empfängt.
  • Die Klemmen 41 und 43 sind ausserdem mit den Eingängen eines ersten Komparators 10, und die Klemmen 42 und 44 mit den Eingängen eines zweiten Komparators 11 verbunden. Die Ausgänge dieser Komparatoren sind mit den entsprechenden Eingängen eines ersten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 13 verbunden.
  • Die in den Leitungen 6, 7 auftretenden logischen Signale werden den Eingängen eines zweiten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 12 zugeführt, und die Ausgänge der Gatter 12 und 13 sind mit den Eingängen eines dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 14 verbunden. Der Ausgang dieses Gatters 14 ist durch eine Leitung 15 mit der monostabilen Schaltung 16 verbunden.
  • Die Funktionsweise dieser Steuerschaltung erklärt sich durch die Betrachtung des Verlaufs der Spannungen U41,43 und U42,44 gemäss Fig. 2. Im Speisungszustand AB nimmt der Komparator 10 eine positive Differenzspannung zwischen seinen Eingängen wahr und liefert folglich an seinem Ausgang ein einem logischen Zustand 1 entsprechendes Signal. Der Komparator 11 empfängt die Spannung U42,44, die zu einem Zeitpunkt to gemäss der Fig. 2 negativ ist, so dass dieser Komparator ein logisches Signal 0 abgibt. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 13 befindet sich daher im Zustand 1.
  • Die durch die Schaltung 8 in diesem Speisungszustand abgegebenen Signale erzeugen Zustände 1,1 an den entsprechenden Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 12, so dass der Ausgang dieses Gatters im Zustand 0 und der Ausgang des Gatters 14 folglich im Zustand 1 ist.
  • Zum Zeitpunkt t&sub1;, zu dem der Rotor die Stellung Nα&sub1; durchläuft, ist Uma (t&sub1;) = Umb (t&sub1;) und die Spannung U42,44 am Eingang des Gatters 11 ändert ihr Vorzeichen. Dies bewirkt eine Zustandsänderung am Ausgang dieses Gatters, die ihrerseits eine Zustandsänderung am Ausgang des Gatters 14 hervorruft. Diese Zustandsänderung auf der Leitung 15 erzeugt mittels der Schaltung 16 einen Schaltsteuerungsimpuls, der den Ringzähler 8 betätigt und die Umschaltung des Speisungszustands von AB zu B veranlasst. Dies bewirkt den Übergang des Gatters 12 vom Ausgangszustand 0 zum Zustand 1, was die Änderung von 0 zu 1 des Ausgangszustands des Gatters 14 zur Folge hat, wobei die Signale der Komparatoren 10 und 11 von der Speisungszustandsänderung nicht betroffen sind.
  • Da der Zähler 8 so ausgebildet sein kann, dass er auf die hintere Flanke des durch die monostabile Schaltung 16 abgegebenen Impulses reagiert, erlaubt die Wahl der Dauer dieses Impulses, den genauen Schaltzeitpunkt entsprechend dem besonderen Anwendungsfall zu bestimmen. Eine andere Lösung zur Optimierung des Schaltzeitpunktes besteht darin, einen Verzögerungskreis an den Eingängen der Komparatoren vorzusehen, wie z.B. einen RC- Kreis, der durch die Widerstände r und die Kondensatoren C, wie sie die Fig. 1 zeigt, gebildet wird. In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu bemerken, dass die Nulldurchgänge der Spannungen U41,43 und U42,44 im Vergleich mit dem entsprechenden Nulldurchgang der induzierten Spannung Uma, zum Beispiel, deutlich früher auftreten.
  • Sobald die oben erwähnte Umschaltung vom Zustand AB zum Zustand B erfolgt ist, ist es der Komparator 10, an welchem die Spannung U41,43 angelegt ist, der die nächste besondere Stellung des Rotors Nα&sub2; zum Zeitpunkt t&sub2; erfasst. Da der Ausgang von 10 seinen Zustand ändert, erfolgt ein neuer Übergang des Signals am Ausgang von 14 vom logischen Zustand 1 zum logischen Zustand 0. Die Erfassung der weiteren Stellungen Nα&sub3; und Nα&sub4; erfolgt in analoger Weise.
  • Die Anordnung der logischen Gatter gemäss dem Schema der Fig. 2 erlaubt auf eine besonders einfache Art, jedem Übergang vom Zustand 1 zum Zustand 0 des Ausgangssignals des Gatters 14 die Erfassung einer der oben genannten besonderen Stellungen des Rotors zuzuordnen.
  • Es ist zu bemerken, dass das Funktionieren der vorliegenden Steuerschaltung nicht von der Form des in der Wicklung fliessenden Stromes abhängt und dass der Motor z.B. von einer Zerhacker- Stromquelle gespeist werden kann.
  • Die Fig. 3 ist ein Schema einer ähnlichen Steuerschaltung, die im Falle eines Dreiphasen-Motors mit drei zwischen den Klemmen 31, 32, 33 im Dreieck geschalteten Teilspulen A&sub1;, B&sub1;, C&sub1; verwendet wird.
  • Das Drehmoment M (Nα), das jeder Phase A, B und C entspricht, ist in der Fig. 5 je nach der Stromrichtung in den betroffenen Spulen durch mit A oder , B oder , C oder bezeichnete Kurven dargestellt. Der Wicklungssinn dieser Spulen wurde in Fig. 3 wie zuvor durch einen Punkt markiert.
  • Im Speisungszustand A, , zum Beispiel wird zwischen den Klemmen 31 und 33 eine Speisespannung +Ua1 angelegt, so dass die Spule A&sub1; von einem positiven Strom und die Spulen B&sub1; und C&sub1; von einem negativen Strom durchflossen werden. Wenn man sich auf den Zeitpunkt to gemäss der Fig. 5 bezieht, erzeugen alle diese drei Ströme in der Stellung Nαo des Rotors positive Drehmomente. Zum in der Fig. 5 angezeigten Zeitpunkt t&sub1; sind die in den Spulen B&sub1; und C&sub1; induzierten und durch die Kurven und dargestellten Spannungen Um gleich gross, was erlaubt, die entsprechende Stellung Nai des Rotors zu erfassen. Auf ähnliche Weise kann man die besonderen Stellungen Nα&sub2;, Nα&sub3;, Nα&sub4; etc., die jeweils um 60º versetzt sind, erfassen, so dass sechs besondere Stellungen pro vollständigem Zyklus erfasst werden.
  • Die Schaltung der Fig. 3 erlaubt, diese Erfassung und die Steuerung der Umschaltung auf eine besonders einfache und wirtschaftliche Weise auszuführen.
  • Diese Schaltung enthält drei Komparatoren 21, 22, 23, von denen jeweils ein erster Eingang mit den entsprechenden Klemmen 31, 32, 33 der Wicklung A&sub1;, B&sub1;, C&sub1; verbunden ist und deren zweite Eingänge gemeinsam mit dem Mittelpunkt eines Spannungsteilers verbunden sind, der durch zwei zwischen den Klemmen + und - der Speisestromquelle in Serie geschaltete Widerstände 24, 25 dargestellt ist. Die Ausgänge der Komparatoren 22 und 23 sind mit entsprechenden Eingängen eines ersten logischen Exklusiv-ODER- Gatters 26 verbunden, dessen Ausgang seinerseits mit dem Eingang eines zweiten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 27 verbunden ist. Der zweite Eingang dieses zweiten Gatters ist mit dem Ausgang des Komparators 21 verbunden. Der Ausgang des Gafters 27 steuert eine monostabile Schaltung 28, dessen Ausgangssignal einem Ringzähler 29 zugeführt wird. Dieser letztere gibt Schaltsignale an eine Leistungsschaltung 30, wie z.B. eine Transistorenbrücke ab, die die Speisespannung, gemäss den aufeinanderfolgenden Spannungszuständen, an zwei der Klemmen 31, 32, 33 der Wicklung gemäss einer gut bekannten Technik anlegt.
  • Aus der oben gegebenen Beschreibung ist leicht ersichtlich, dass in jedem Speisungszustand zwei der Komparatoren 21, 22, 23 einen Ausgangszustand 0 aufweisen, da zwei der drei Klemmen 31, 32, 33 ein durch die Speisespannungsquelle bestimmtes Potential haben. Die dritte Klemme, deren Potential nicht durch die Speisespannungsquelle bestimmt ist, erlaubt den Zeitpunkt zu erfassen, in dem die in den vorübergehend zwischen den Klemmen der Speisespannungsquelle in Serie geschalteten Spulen induzierten Spannungen gleich sind. So haben im Speisungszustand A die Komparatoren 21 und 23 die Ausgangszustände 1 bzw. 0, während der Komparator 22 zum Zeitpunkt, da der Rotor die Stellung Nal durchläuft, vom Ausgangszustand 1 zum Ausgangszustand 0 übergehen wird. Dieser Übergang wird einen Übergang des Ausgangszustands des Gatters 26 von 1 zu 0 und folglich einen Übergang des Ausgangszustands des Gatters 27 von 0 zu 1 veranlassen. Auf eine ähnliche Weise wie im zuvor beschriebenen Fall wird die monostabile Schaltung durch diesen letzten Übergang betätigt werden und den Zähler 29 steuern, um eine Änderung des Speisungszustands zu erzeugen.
  • Die Fig. 4 zeigt schematisch den Fall eines Fünfphasen-Motors mit fünf Teilspulen A&sub1; bis E&sub1;. Im dargestellten Speisungszustand sind die Spulen A&sub1;, B&sub1;, C&sub1; zwischen mit Klemmen +,- einer Speisequelle verbundenen Klemmen 51 und 52 in Serie geschaltet, und parallel dazu sind die Spulen E&sub1; und D&sub1; an dieselben Klemmen 51 und 52 angeschlossen. Gemäss den üblichen Konventionen schreibt sich dieser Zustand ABC Der gemeinsame Verbindungspunkt 53 der Spulen E&sub1; und D&sub1; ist mit einem ersten Eingang eines Komparators 54 verbunden, während dessen zweiter Eingang mit dem Mittelpunkt eines Spannungsteilers verbunden ist, der durch die zwischen den Klemmen der Speisespannungsquelle in Serie geschalteten Widerstände 55 und 56 gebildet wird. Der Komparator 54 erlaubt, wie in den vorherigen Fällen, den Zeitpunkt zu erfassen, zu dem die Spannung der Klemme 53 gleich der durch den Spannungsteiler 55, 56 definierten Referenzspannung ist. In der Fig. 6, die eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung ist, ist dieser Zeitpunkt mit t&sub1; bezeichnet, entsprechend einer zu erfassenden Stellung Nα&sub1; des Rotors.
  • Die dem Falle des Fünfphasen-Motors entsprechende komplette Schaltung enthält selbstverständlich fünf verschiedene Komparatoren, die durch einen ihrer Eingänge mit den verschiedenen gemeinsamen Verbindungspunkten der Teilspulen und durch ihre anderen Eingänge mit dem Mittelpunkt des Spannungsteilers verbunden sind. Die am Ausgang dieser Komparatoren auftretende Zustandsänderung wird in logischen Schaltungen verwendet, die den zuvor beschriebenen ähnlich sind.
  • Diese Steuerschaltung erlaubt so, pro vollständigem Speisezyklus des Motors zehn besondere, elektrisch um 36º versetzte Stellungen des Rotors zu erfassen, von denen sechs, Nα&sub1; bis Nα&sub6;, in der Fig. 6 gezeigt sind.
  • Zum Falle von Vierphasen-Motoren, wie zu dem der Zweiphasen- Motoren gemäss der Fig. 1, ist zu bemerken, dass das Referenzpotential vorzugsweise durch die Wicklung selbst geliefert wird, was zu einer zusätzlichen Vereinfachung führt, die durch den im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Fall veranschaulicht ist.

Claims (7)

1. Steuerschaltung für einen kollektorlosen elektrischen Motor d.s Typs, der elnen Rotor (1) besitzt, welcher solcherart magnetisiert ist, dass er mlndestens ein Paar magnetischer Pole aufweist, und einen Stator, der mit einer zwei- oder mehrphasigen Wicklung (4) versehen ist, welche mehrere Teilspulen glelcher Impedanz umfasst, wobei diese Steuerschaltung elektronische Schaltmittel (5, 8) aufweistl die dazu ausgebildet sind, unter der Wirkung eines Schaltsteuerungssignals die Teilspulen (A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub2;) der verschiedenen Phasen wahlweise, entsprechend einem Zyklus von aufeinanderfolgenden Speisungszuständen, mit den Klemmen einer Stromquelle (Ua1) zu verbinden, Mittel (10, 11) zur Erfassung der an den Klemmen der Tellspulen auftretenden Spannungen und Mittel (12, 13, 14, 16) zur Abgabe des genannten Schaltsteuerungssignals aufgrund der genannten erfassten Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass bei untereinander in Serie gesohalteten Teilspulen der Wicklung (4) die Steuerschaltung Komparatorvorrichtungen (10, 11) aufweist, um in jedem Speisungszustand ein Detektionssignal zu dem Zeltpunkt abzugeben, in dem die Spannung des gemeinsamen, nicht mit der Stromquelle verbundenen Verbindungspunktes zweier aufeinanderfolgender Teilspulen, die zu verschiedenen Phasen gehören, durch einen Bezugswert geht, wobei die Mittel (12, 13, 14, 16) zur Abgabe des genannten Schaltsteuerungssignals von dem genannten Detektionssignal gesteuert werden.
2. Steuerschaltung gemäss Patentanspruch 1 für einen Zwei-, Drei-, Vier- oder Fünfphasen-Motor mit zwei, drei, vier oder fünf Teilspulen, von denen zwei (E&sub1;, D&sub1;) in jedem Speisungszustand in Serie an die Klemmen der Stromquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie Komparatoren (54) aufweist, deren Elng&nge zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden genannten, in Serie zwlschen den Klemmen der Stromquelle geschalteten Teilspulen und dem Zwischenpunkt (53) eines Spannungsteilers, der zwischen diesen Klemmen der Stromquelle liegt, geschaltet sind.
3. Steuerschaltung nach Patentanspruch 1 für einen Zweioder Vierphasen-Motor mit vier Teilspulen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Komparatoren (10, 11) aufweist, deren Eingänge zwischen den gemeinsamen, nicht mit der Stromquelle verbundenen Verbindungspunkten der Teilspulen geschaltet sind.
4. Steuerschaltung nach Patentanspruch 1 für einen Zweioder Vierphasen-Motor mit vier Teilspulen, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Komparatoren (10, 11) aufweist, die ständig jeweils zwischen zwei gegenübetliegenden Verbindungspunkten (41, 43; 42, 44) der Teilspulen geschaltet sind, und dass die Ausgangssignale dieser Komparatoren den entsprechenden Eingängen eines ersten logischen Exklusiv-ODER-Gatters (13) zugeführt werden, wobei das Detektionssignal am Ausgang dieses logischen Gatters auftritt.
5. Steuerschaltung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein zweites logisches Exklusiv-ODER-Gatter (12) aufweist, dessen Eingänge von Signalen gesteuert werden, welche die aufeinanderfolgenden Speisungszustände des Motors beschreiben, und deren Ausgang mit einem dar Eingänge eines dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatters (14) verbunden ist, wobei der zweite Eingang dieses dritten logischen Gatters mit dem Ausgang des ersten logischen Gatters (13) verbunden ist, und der Ausgang dieses dritten logischen Gatters mit einer monostabilen Schaltung (16) verbunden ist, welche das genannte Schaltsteuerungssignal abgibt.
6. Steuerschaltung nach Patentanspruch 2 für einen Dreiphasen-Motor mit drei Teilspulen (A&sub1;, B&sub1;, C&sub1;), dadurch gekennzeichnet, dass sie drei Komparatoren (21, 22, 23) aufweist, deren erste Eingänge jeweils mit den gemeinsamen Verbindungspunkten der drei Teilspulen verbunden sind und deren zweite Eingänge mit dem genannten Zwischenpunkt des Spannungsteilers (24, 25) verbunden sind, und dass die AuBgänge von zweien der Komparatoren mit den Eingängen eines ersten logischen Exklusiv-ODER-Gatters (26) verbunden sind, wobei der Ausgang dieses Gatters und der Ausgang des dritten Komparators (21) jeweils mit den Eingängen eines zweiten logischen Exklusiv-ODER-Gatters (27) verbunden sind, dessen Ausgang mit einer monostabilen Schaltung (28) verbunden ist, welche das genannte Schaltsteu.rungssignal abgibt.
7. Steuerschaltung nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Verbindung der Eingänge mindestens eines der Komparatoren über einen Verzögerungskreis erfolgt.
DE69014839T 1989-11-10 1990-11-08 Regelkreis für kollektorlosen elektrischen Motor. Expired - Fee Related DE69014839T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH4059/89A CH681497A5 (de) 1989-11-10 1989-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69014839D1 DE69014839D1 (de) 1995-01-19
DE69014839T2 true DE69014839T2 (de) 1995-09-07

Family

ID=4269044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69014839T Expired - Fee Related DE69014839T2 (de) 1989-11-10 1990-11-08 Regelkreis für kollektorlosen elektrischen Motor.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5194787A (de)
EP (1) EP0433219B1 (de)
JP (1) JPH03183393A (de)
CH (1) CH681497A5 (de)
DE (1) DE69014839T2 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2692417B1 (fr) * 1992-06-12 1995-07-28 Sextant Avionique Systeme de commande de moteur synchrone a rotor aimante.
US5616994A (en) * 1994-01-12 1997-04-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Drive circuit for brushless motor
DE19511865C1 (de) * 1995-03-31 1996-06-05 Daimler Benz Ag Einrichtung zum Antrieb eines Stellelements mittels eines Schrittmotors
US5744921A (en) * 1996-05-02 1998-04-28 Siemens Electric Limited Control circuit for five-phase brushless DC motor
CN1084956C (zh) * 1997-09-26 2002-05-15 三洋电机株式会社 直流无刷电动机的驱动装置
DE10023908A1 (de) * 2000-05-16 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Polradlage einer elektrischen Maschine
US6703805B2 (en) * 2002-04-12 2004-03-09 Mountain Engineering Ii, Inc. System for measuring the position of an electric motor
JP5263510B2 (ja) * 2008-09-26 2013-08-14 株式会社ジェイテクト モータ回路及び電動パワーステアリング装置
US10622926B1 (en) * 2019-02-01 2020-04-14 Jyen Herr Enterprise Co., Ltd. Controller of DC brushless motor and control method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831072A (en) * 1972-02-21 1974-08-20 Canon Kk Dc motor with hall generators
US4608958A (en) * 1982-09-22 1986-09-02 Nippon Soken, Inc. Load reactance element driving device
WO1987006780A1 (en) * 1986-04-25 1987-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless dc motor
JPS62188998U (de) * 1986-05-20 1987-12-01
JP2503230B2 (ja) * 1987-06-17 1996-06-05 松下電器産業株式会社 ブラシレスモ−タの駆動装置
US4743815A (en) * 1987-09-01 1988-05-10 Emerson Electric Co. Brushless permanent magnet motor system
JP2875529B2 (ja) * 1987-10-31 1999-03-31 ソニー株式会社 センサレスブラシレスモータの駆動装置
DE3921462A1 (de) * 1989-02-14 1990-08-16 Vdo Schindling Verfahren und schaltungsanordnung zum betrieb eines schrittmotors

Also Published As

Publication number Publication date
EP0433219B1 (de) 1994-12-07
DE69014839D1 (de) 1995-01-19
US5194787A (en) 1993-03-16
CH681497A5 (de) 1993-03-31
JPH03183393A (ja) 1991-08-09
EP0433219A1 (de) 1991-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3855781T2 (de) Bürstenlose Motoren
DE2900541A1 (de) Steuersignalgeber fuer die kommutierungseinrichtung eines elektronisch kommutierten gleichstrommotors
DE10033561B4 (de) Elektronisch kommutierter Motor mit Kommutierungssignal
DE69505298T2 (de) Elektronische Schaltung zum Anlaufen und Steuern eines einphasigen Synchronmotors mit Permanentmagneten.
EP1961107B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ermittlung der drehlage des rotors einer elektrischen maschine
DE3785777T2 (de) Zwei-phasen buerstenloser motor.
DE3122828C2 (de) Steuerschaltung zum Stoppen bürstenloser Gleichstrommotoren
DE1763156B2 (de) Verfahren und Anordnung zur schrittweisen Steuerung eines einen mit Polen versehenen permanentmagnetisierten Rotor besitzenden Motors und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE10028337B4 (de) Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor
DE3013550A1 (de) Ansteuersystem fuer einen kommutatorlosen gleichstrommotor
DE69014839T2 (de) Regelkreis für kollektorlosen elektrischen Motor.
DE2428718A1 (de) Buerstenloser gleichstrommotor mit induktiver kommutierung
DE3013249C2 (de)
EP1514342B1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zum betreiben von schrittmotoren
DE2918508C2 (de) Elektrischer Mikromotor für Schrittschaltbetrieb
DE3913501A1 (de) Kommutatorloser, magnetisch gesteuerter elektromotor
DE3528765A1 (de) Schaltungsanordnung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor
DE69313929T2 (de) Steuersystem für Synchronmotor mit Dauermagnetläufer
DE69718971T2 (de) Elektromechanischer Wandler mit zwei permanentmagnetischen Rotoren
DE69725673T2 (de) Synchronisationsverfahren- und Vorrichtung für den Anlauf einer dreiphasigen Synchronmaschine
DE4333079C2 (de) Rastwerk mit magnetischer Verrastung
DE3784867T2 (de) Buerstenloser gleichstrommotor und schalteinrichtung zur anwendung in einem derartigen gleichstrommotor.
DE4029335A1 (de) Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors
DE2900547A1 (de) Steuersignalgeber fuer die kommutierungseinrichtung eines kollektorlosen elektronikmotors
EP0407654B1 (de) Verfahren zum Bestimmen der absoluten Position eines Zeigers in einer Anzeigeeinrichtung und Anzeigeeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee