DE9414498U1

DE9414498U1 - Arrangement with a commutatorless DC motor commutated via a semiconductor arrangement

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Publication number: DE9414498U1
Application number: DE9414498U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2004-09-08

Description

Anordnung mit einem über eine Halbleiteranordnung kommutierten kollektorlosen Gleichstrommotor Arrangement with a collectorless DC motor commutated via a semiconductor arrangement

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem über eine Halbleiteranordnung kommutierten kollektorlosen Gleichstrommotor. Eine derartige Anordnung ist z.B. bekannt aus dem DE-Gbm 9 204 811, auf dessen vollen Inhalt zur Vermeidung von Längen ausdrücklich Bezug genommen wird. Derartige Anordnungen eignen sich z.B. zum Antrieb von Gebläsen, wie sie aus der DE 41 41 106 Al bekannt sind und die von einem kollektorlosen Gleichstrommotor angetrieben werden.The invention relates to an arrangement with a collectorless DC motor commutated via a semiconductor arrangement. Such an arrangement is known, for example, from DE-Gbm 9 204 811, to the full content of which reference is expressly made to avoid length. Such arrangements are suitable, for example, for driving fans, as known from DE 41 41 106 A1 and which are driven by a collectorless DC motor.

An derartige Anordnungen werden verschiedene Forderungen gestellt. U.a. muß die Drehzahl des Gebläses in Abhängigkeit von der erforderlichen Wärmemenge geregelt werden, um eine optimale Verbrennung des Brennstoffs (Öl oder Gas) und dadurch minimale Schadstoffe im Abgas zu erreichen. Für einen derartigen drehzahl geregelten Betrieb eignen sich Gleichstrommotoren besonders gut, insbesondere solche, die in Vollbrückenschaltung betrieben werden, da dies einen weiten Regelbereich und einfache Regel eingriffe ermöglicht. Dies gilt besonders für sogenannte zwei pul si ge kollektorlose Gleichstrommotoren, wie sie z.B. die DE 23 46 380 C3 (US 3 873 897) zeigt. Werden solche Motoren einsträngig (einphasig) ausgelegt, so ergibt sich eine sehr einfache Schaltung, und eine einfache Konstruktion des Motors, da in diesen nur eine einzige Statorwicklung eingebracht werden muß und er folglich klein gebaut werden kann. Es sei aber hier angemerkt, daß sich die Erfindung in gleicher Weise auch für mehrsträngige Motoren eignet, z.B. für dreisträngige Motoren, die dreipulsig oder sechspulsig betrieben werden.Various requirements are placed on such arrangements. Among other things, the speed of the fan must be regulated depending on the required amount of heat in order to achieve optimal combustion of the fuel (oil or gas) and thus minimal pollutants in the exhaust gas. DC motors are particularly well suited for such speed-controlled operation, especially those that are operated in a full-bridge circuit, as this enables a wide control range and simple control interventions. This is especially true for so-called two-pulse brushless DC motors, as shown, for example, in DE 23 46 380 C3 (US 3 873 897). If such motors are designed as single-strand (single-phase), the result is a very simple circuit and a simple construction of the motor, as only a single stator winding has to be inserted into it and it can therefore be built small. It should be noted here, however, that the invention is equally suitable for multi-phase motors, e.g. for three-phase motors that are operated with three or six pulses.

Zu diesen Begriffen vergleiche die Literaturstelle asr-digest für angewandte Antriebstechnik, 1977, Seiten 27 bis 31. Zweipulsig bedeutet z.B., daß der Statorwicklung des Motors pro Rotordrehung von 360° el. zwei Stromimpulse zugeführt werden, wie das bei dem Motor in der nachfolgenden Figur 1 der Fall ist. Bei einem dreipulsigen MotorFor these terms, see the literature reference asr-digest for applied drive technology, 1977, pages 27 to 31. Two-pulse means, for example, that the stator winding of the motor is supplied with two current pulses per rotor rotation of 360°, as is the case with the motor in Figure 1 below. In a three-pulse motor

werden der Statorwicklung pro Rotordrehung von 360° el. drei Stromimpulse zugeführt etc. Einsträngig bedeutet, daß der Motor nur eine Phase (Strang) hat, wie z.B. nachfolgend in Fig. 1 dargestellt. Zweisträngig bedeutet, daß der Motor zwei Phasen hat, etc. Zur Definition eines elektronisch kommutierten Motors sollte sowohl die Pulszahl wie die Zahl der Phasen angegeben werden.three current pulses are fed to the stator winding per rotor rotation of 360° el. etc. Single-phase means that the motor has only one phase (phase), as shown in Fig. 1 below. Two-phase means that the motor has two phases, etc. To define an electronically commutated motor, both the number of pulses and the number of phases should be specified.

Bei Voll brückenschaltungen mit Transistoren werden im einen Brückenzweig pnp-Transistoren und im anderen Brückenzweig npn-Transistoren verwendet. Während es npn-Transistoren mit einer Spannungsfestigkeit bis zu 400 V gibt, liegt die höchste Spannungsfestigkeit von pnp-Transistoren gewöhnlich bei ca. 300 V, maximal 350 V.In full bridge circuits with transistors, pnp transistors are used in one bridge branch and npn transistors in the other bridge branch. While there are npn transistors with a voltage rating of up to 400 V, the highest voltage rating of pnp transistors is usually around 300 V, with a maximum of 350 V.

Es ist deshalb zwar möglich, derartige Motoren mittels MOSFET-Transistoren an einer gleichgerichteten Wechselspannung von E30 V Wechselstrom zu betreiben, vgl. die EP 467 085 Al, nicht aber mit einer Transistor-Vollbrückenschaltung, obwohl dies aus Kostengründen wünschenswert wäre. Denn bei Gleichrichtung von 230 V Wechselspannung, und 10 % Überspannung, wie sie in Netzen häufig auftreten, erhält man auf der Gleichspannungsseite Spitzenspannungen von 358 V, und es gibt keine pnp-Transistoren mit einer Spannungsfestigkeit in dieser Größenordnung.It is therefore possible to operate such motors using MOSFET transistors at a rectified alternating voltage of E30 V alternating current, see EP 467 085 A1, but not with a transistor full bridge circuit, although this would be desirable for cost reasons. This is because when rectifying 230 V alternating current and 10 % overvoltage, as often occurs in networks, peak voltages of 358 V are obtained on the direct voltage side, and there are no pnp transistors with a dielectric strength of this magnitude.

Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Anordnung mit einem über eine Halbleiteranordnung kommutierten kollektorlosen Gleichstrommotor bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide a new arrangement with a collectorless DC motor commutated via a semiconductor arrangement.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anordnung mit einem über eine Halbleiteranordnung kommutierten kollektorlosen Gleichstrommotor, mit einem über einen Gleichrichter aus einem Wechseloder DrehStromnetz speisbaren Gleichstrom-Zwischenkreis, an dessen Eingang im Betrieb eine wellige Gleichspannung mit vorgegebenen Maximalwerten liegt, mit einem zwischen dem Gleichrichter und dem kollektorlosen Gleichstrommotor liegenden Längstransistor, welcherAccording to the invention, this object is achieved by an arrangement with a collectorless DC motor commutated via a semiconductor arrangement, with a DC intermediate circuit that can be fed via a rectifier from an alternating or three-phase network, at the input of which there is a ripple DC voltage with predetermined maximum values during operation, with a series transistor located between the rectifier and the collectorless DC motor, which

als variabler Widerstand betrieben wird, und mit Begrenzungsmitteln zur Begrenzung der Spannung am Steuereingang dieses Längstransistors auf einen Wert, welcher kleiner ist als die vorgegebenen Maximalwerte der welligen Gleichspannung und welcher im Bereich der Spannungsfestigkeit der Halbleiteranordnung des kollektorlosen Gleichstrommotors liegt. Durch die Begrenzungsmittel in Verbindung mit dem Längstransistor wird die Spannung im Gleichstrom-Zwischenkreis auf einen Höchstwert nach oben begrenzt, z.B. auf 270 V, wie er durch die Begrenzungsmittel vorgegeben wird, so daß handelsübliche pnp- und npn-Transistoren für die Halbleiteranordnung zur Kommutierung des kollektorlosen Gleichstrommotors verwendet werden können, und auf diese Weise wird die Halbleiteranordnung vor Überspannungen geschützt. Im Längstransistor, der hier als variabler Widerstand betrieben wird, entstehen zwar entsprechende Verluste, aber dafür entfallen die Verluste, wie sie sonst in einem entsprechenden Netzteil für Niederspannung entstehen würden, so da3 sich insgesamt ein sehr guter Wirkungsgrad ergibt.is operated as a variable resistor, and with limiting means to limit the voltage at the control input of this series transistor to a value which is smaller than the specified maximum values of the ripple DC voltage and which is in the range of the dielectric strength of the semiconductor arrangement of the collectorless DC motor. The limiting means in conjunction with the series transistor limit the voltage in the DC intermediate circuit to a maximum value, e.g. to 270 V, as specified by the limiting means, so that commercially available pnp and npn transistors can be used for the semiconductor arrangement for commutation of the collectorless DC motor, and in this way the semiconductor arrangement is protected from overvoltages. In the series transistor, which is operated here as a variable resistor, there are corresponding losses, but the losses that would otherwise arise in a corresponding power supply for low voltage are eliminated, so that overall a very good efficiency is achieved.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den übrigen Unteransprüchen. Es zeigt:Further details and advantageous developments of the invention emerge from the embodiment described below and shown in the drawing, which is in no way to be understood as a limitation of the invention, as well as from the remaining subclaims. It shows:

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, in welchem die Kommutierungsanordnung, der Drehzahlregler, und der kollektorlose Gleichstrommotor nur schematisch dargestellt sind,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Drehzahl-Regelanordnung, wie sie bei der Anordnung nach Fig. 1 mit Vorteil verwendet werden kann,Fig. 1 is a circuit diagram of an arrangement according to the invention, in which the commutation arrangement, the speed controller and the collectorless DC motor are only shown schematically,
Fig. 2 is a circuit diagram of a speed control arrangement as can be used advantageously in the arrangement according to Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Fig. 2, Fig. 4 ein Schaltbild eines sogenannten Hall-IC mit zwei antivalenten Ausgängen, welcher so ausgelegt ist, daß im Bereich der Kommutierung eine kleine Stromlücke entsteht, Fig. 5 Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise des Hall-IC der Fig. 4,Fig. 3 a diagram to explain the operation of Fig. 2, Fig. 4 a circuit diagram of a so-called Hall IC with two antivalent outputs, which is designed in such a way that a small current gap is created in the commutation area, Fig. 5 diagrams to explain the operation of the Hall IC of Fig. 4,

Fig. 6 eine erste Variante zu Fig. 1, und Fig. 7 eine zweite Variante zu Fig. 1.Fig. 6 shows a first variant of Fig. 1, and Fig. 7 shows a second variant of Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 10. Diese hat einen üblichen Brückengleichrichter 11 zur Gleichrichtung der Netz-Wechselspannung Uf₁J von z.B. 230 V, 50 Hz. Dadurch ergibt sich an den Ausgängen + und - des Gleichrichters 11 im Betrieb eine pulsierende Gleichspannung. Diese wird über einen Längstransistor 12 einem Gleichstrom-Zwischenkreis 13 (+) und 14 {-) zugeführt, an welchem im Betrieb eine Zwischenkreisspannung &ugr;^&khgr; liegt. In Fig. 1 ist zwischen dem Längstransistor 12 und dem Gleichstrom-Zwischenkreis 13, 14 eine symbolische Trennungslinie 20 eingezeichnet, in welche, wie dargestellt, die Verbindungspunkte A, B und C eingezeichnet sind. Auf diese Trennungslinie 20 und die Verbindungspunkte A, B und C wird in den Fig. 6 und 7 Bezug genommen.Fig. 1 shows an arrangement 10 according to the invention. This has a conventional bridge rectifier 11 for rectifying the mains alternating voltage Uf ₁ J of e.g. 230 V, 50 Hz. This results in a pulsating direct voltage at the outputs + and - of the rectifier 11 during operation. This is fed via a series transistor 12 to a direct current intermediate circuit 13 (+) and 14 {-), to which an intermediate circuit voltage ω is applied during operation. In Fig. 1, a symbolic dividing line 20 is drawn between the series transistor 12 and the direct current intermediate circuit 13, 14, in which, as shown, the connection points A, B and C are drawn. Reference is made to this dividing line 20 and the connection points A, B and C in Figs. 6 and 7.

Die Spannung U^k wird geglättet von einem Kondensator 16. Ein MeßwiderstandThe voltage U^k is smoothed by a capacitor 16. A measuring resistor

17 dient zur Messung des Stromes, der zur einzigen Statorwicklung17 is used to measure the current flowing to the single stator winding

18 eines kollektorlosen Gleichstrommotors 19 fließt, dessen permanentmagnetischer Rotor bei 22 schematisch angedeutet ist. Es handelt sich hier bevorzugt um einen zweipulsigen, einsträngigen kollektorlosen Gleichstrommotor; zu den Begriffen vergleiche die eingangs genannte Literaturstelle asr-digest. Zur Erfassung der Stellung des Rotors 22 hat der Motor 19 einen Rotorstellungssensor 23, dessen bevorzugter Aufbau als Hall-IC aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht.18 of a collectorless DC motor 19, whose permanent magnet rotor is indicated schematically at 22. This is preferably a two-pulse, single-strand collectorless DC motor; for the terms, see the literature reference asr-digest mentioned at the beginning. To detect the position of the rotor 22, the motor 19 has a rotor position sensor 23, the preferred design of which as a Hall IC can be seen in Figs. 4 and 5.

Der npn-Längstransistor 12 ist als Emitterfolger geschaltet, d.h. sein Kollektor liegt am Ausgang + des Gleichrichters 11, sein Emitter an der Leitung 13 des Gleichstrom-Zwischenkreises 13, 14. Seine Basis ist mit der Katode einer Zenerdiode 25 verbunden, deren Anode an der Minusleitung 14 liegt, welch letztere mit Masse verbunden ist.The npn series transistor 12 is connected as an emitter follower, i.e. its collector is connected to the + output of the rectifier 11, its emitter to the line 13 of the DC intermediate circuit 13, 14. Its base is connected to the cathode of a Zener diode 25, the anode of which is connected to the negative line 14, which is connected to ground.

Es ist eine Eigenschaft eines Transistors, der als Emitterfolger geschaltet ist, daß er die Spannung, die an seiner Basis anliegt, auf seinen Emitterkreis abbildet. Deshalb bildet hier derIt is a property of a transistor that is connected as an emitter follower that it maps the voltage applied to its base onto its emitter circuit. Therefore, the

»Si* * * S»S* * * S

Längstransistor 12 die Spannung an der Zenerdiode 25 auf den Gleichstrom-Zwischenkreis 13, 14 ab, d.h. die Spannung U^k kann nicht über diesen Maximalwert hinaus ansteigen, der z.B. 270 V betragen kann.The series transistor 12 transfers the voltage at the Zener diode 25 to the DC intermediate circuit 13, 14, ie the voltage U^k cannot rise above this maximum value, which can be 270 V, for example.

Um die Drehzahl des Motors 19 regeln zu können, kann die Spannung an der Zenerdiode 25 mittels eines Spannungsteilers reduziert werden, der von einem Widerstand 27 {zwischen der Zenerdiode 25 und dem Kollektor des Längstransistors 12) und einem npn-Stelltransistor 28 gebildet wird, dessen Kollektor mit der Basis des Längstransistors 12 und dessen Emitter mit der Leitung 14 verbunden ist, während seiner Basis im Betrieb ein Signal Y von einem Drehzahlregler 30 zugeführt wird, dessen bevorzugter Aufbau in Fig. 2 dargestellt ist. Wie man erkennt, kann durch geeignete Steuerung des Stelltransistors 28 die Spannung an der Zenerdiode 25 reduziert werden, wodurch auch die Spannung U^k entsprechend sinkt. Dies ermöglicht in sehr einfacher Weise eine rasch ansprechende Drehzahlregelung.In order to be able to regulate the speed of the motor 19, the voltage at the Zener diode 25 can be reduced by means of a voltage divider, which is formed by a resistor 27 (between the Zener diode 25 and the collector of the series transistor 12) and an npn control transistor 28, the collector of which is connected to the base of the series transistor 12 and the emitter to the line 14, while its base is supplied with a signal Y from a speed controller 30 during operation, the preferred structure of which is shown in Fig. 2. As can be seen, by appropriately controlling the control transistor 28, the voltage at the Zener diode 25 can be reduced, whereby the voltage U^k also drops accordingly. This enables a rapidly responding speed control in a very simple manner.

Zur Reduzierung der Verlustleistung im Stelltransistor 28 ist der Längstransistor 12 mit Vorteil ein Darlington-Transistor. Der Widerstand 27 wird bevorzugt so bemessen, daß der Längstransistor 12 niemals voll eingeschaltet werden kann. So ergibt sich ein Spannungsabfall über dem Längstransistor 12, und dieser begrenzt bei normalem Betrieb die Spannung U^. Die Zenerdiode 25 dient nur als zusätzliche Sicherheit, denn die Stromverstärkungsfaktoren der Längstransistoren 12 haben große Streuungen.To reduce the power loss in the control transistor 28, the series transistor 12 is advantageously a Darlington transistor. The resistor 27 is preferably dimensioned so that the series transistor 12 can never be fully switched on. This results in a voltage drop across the series transistor 12, and this limits the voltage U^ during normal operation. The Zener diode 25 only serves as additional safety, because the current amplification factors of the series transistors 12 have large variations.

Der Kondensator 16 glättet die Spannung Uzk und nimmt die Frei laufströme der Statorwicklung 18 während deren Kommutierung oder deren Strombegrenzung auf, was den Wirkungsgrad verbessert. Der Kondensator 16 wird immer nur bis zu der durch den Längstransistor 12 und dessen Basisspannung vorgegebenen Spannung aufgeladen. Je nach seiner Kapazität ergibt sich eine entsprechende Restwelligkeit der Spannung U^. Diese Kapazität sollte so groß gewählt sein, daß sich die Frequenz der Wenigkeit (ripple) von U^k nicht auf die Drehzahl des Motors überträgt.The capacitor 16 smoothes the voltage Uzk and absorbs the free-wheeling currents of the stator winding 18 during its commutation or current limitation, which improves efficiency. The capacitor 16 is always only charged up to the voltage specified by the series transistor 12 and its base voltage. Depending on its capacitance, a corresponding residual ripple of the voltage U^ results. This capacitance should be selected to be large enough that the frequency of the ripple of U^k is not transferred to the speed of the motor.

Zur Ansteuerung der Statorwicklung 18 dient eine Voll brückenschaltungA full bridge circuit is used to control the stator winding 18

33. Diese hat die übliche H-Form₉ wobei in den oberen Brückenzweigen zwei pnp-Transistoren 34, 35 und in den unteren Brückenzweigen zwei npn-Transistoren 36, 37 liegen. Die Spannungsfestigkeit der Transistoren33. This has the usual H-shape ₉ with two pnp transistors 34, 35 in the upper bridge branches and two npn transistors 36, 37 in the lower bridge branches. The dielectric strength of the transistors

34, 35 beträgt etwa 300 V. Zu ihnen sind Frei laufdioden 38, 39 anti parallel geschaltet, die bei der Kommutierung und während der Strombegrenzung wirksam werden. Die Wicklung 18 liegt, wie dargestellt, im Querzweig des H. Sind die Transistoren 34 und 37 leitend, so fließt deshalb in ihr ein Strom von links nach rechts, und sind die Transistoren 35 und 36 leitend, so fließt in ihr ein Strom von rechts nach links. Die Richtung dieses Stromes ist abhängig von der jeweiligen Lage des Rotors 22.34, 35 is about 300 V. Freewheeling diodes 38, 39 are connected anti-parallel to them, which are effective during commutation and during current limitation. The winding 18 is located, as shown, in the shunt branch of the H. If the transistors 34 and 37 are conductive, a current flows in it from left to right, and if the transistors 35 and 36 are conductive, a current flows in it from right to left. The direction of this current depends on the respective position of the rotor 22.

Die Kommutierung wird gesteuert durch den Rotorstellungssensor 23, dessen Signale Ql, Q2 einer Kommutierungsschaltung 42 zugeführt werden, welche die Transistoren 34 bis 37 entsprechend steuert und beim KommutierungsVorgang für kurze Strompausen sorgt, so daß niemals alle Transistoren 34 bis 37 der Brücke 33 gleichzeitig eingeschaltet sind. (Ein dabei entstehender Kurzschluß würde die Transistoren 34 bis 37 sofort zerstören.) Diese Strompausen werden im Rotorstellungssensor 23 erzeugt, dessen Ausgangssignale Ql, Q2 jeweils durch eine Lücke a voneinander getrennt sind, die entsprechende Strompausen bewirken. Diese Strompausen werden bevorzugt auch für die Drehzahlregelung verwendet. - Während der Kommutierung kann jeweils der Strom durch die Wicklung 18 über eine der beiden Frei laufdioden 38, 39 in den Kondensator 16 zurückfließen (Energie-Rückgewinnung). The commutation is controlled by the rotor position sensor 23, whose signals Ql, Q2 are fed to a commutation circuit 42, which controls the transistors 34 to 37 accordingly and ensures short current pauses during the commutation process, so that never all transistors 34 to 37 of the bridge 33 are switched on at the same time. (A short circuit that occurs would immediately destroy the transistors 34 to 37.) These current pauses are generated in the rotor position sensor 23, whose output signals Ql, Q2 are each separated from each other by a gap a, which causes corresponding current pauses. These current pauses are preferably also used for speed control. - During commutation, the current can flow through the winding 18 via one of the two freewheeling diodes 38, 39 back into the capacitor 16 (energy recovery).

Der Motorstrom wird durch eine Strombegrenzungsanordnung 44 begrenzt, welche den Strom am Meßwiderstand 17 auswertet und die beiden oberen Brückentransistoren 34, 35 unterbricht, wenn dieser Strom zu groß wird. Alternativ kann sie stattdessen die beiden unteren Brückentransistoren 36, 37 unterbrechen, was u.U. vorteilhafter ist, da an der Leitung 13 ein Potential von + 270 V liegt, an derThe motor current is limited by a current limiting arrangement 44, which evaluates the current at the measuring resistor 17 and interrupts the two upper bridge transistors 34, 35 if this current becomes too high. Alternatively, it can interrupt the two lower bridge transistors 36, 37 instead, which may be more advantageous, since there is a potential of + 270 V on the line 13, on which

_ 7 —_ 7 —

Leitung 14 dagegen ein Potential von Null V. Eine entsprechende Schaltung zur Strombegrenzung ist im DE-GM 9 204 811 ausführlich beschrieben, so daß hierauf verwiesen werden kann.Line 14, on the other hand, has a potential of zero V. A corresponding circuit for current limitation is described in detail in DE-GM 9 204 811, so that reference can be made to it.

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Rotorstellungssensors 23. Die Ausgangssignale seines Hallelements 46 werden jeweils durch einen zugeordneten Transistor 47 bzw. 48 verstärkt, von denen jeder einen Kollektorwiderstand 49 bzw, 50 hat, die gemeinsam über eine Diode an + liegen. Zu den Ausgängen Ql und Q2 führt jeweils ein Widerstand 52 bzw. 53.Fig. 4 shows a preferred embodiment of the rotor position sensor 23. The output signals of its Hall element 46 are each amplified by an associated transistor 47 or 48, each of which has a collector resistor 49 or 50, which are connected together to + via a diode. A resistor 52 or 53 leads to the outputs Q1 and Q2.

Ändert sich die MagnetfluSdichte 0 am Hallelement 46 gemäß der Kurve 55 in Fig. 5a, so wird der Transistor 47 bei 56 eingeschaltet und infolge der Schalthysterese Hys.l - bei 57 wieder ausgeschaltet, also bei einer kleineren Magnetflußdichte. Dies ergibt das Signal Ql.If the magnetic flux density 0 at the Hall element 46 changes according to the curve 55 in Fig. 5a, the transistor 47 is switched on at 56 and switched off again as a result of the switching hysteresis Hys.l - at 57, i.e. at a lower magnetic flux density. This produces the signal Ql.

Analog wird der Transistor 48 bei 58 ein- und bei 59 wieder ausgeschaltet, wobei sich auch hier diese Punkte um die Schalthysterese Hys.2 unterscheiden. Dies ergibt das Signal Q2. Die Signale Ql, Q2 haben folglich zwischen sich die bereits erwähnten Lücken a, deren Größe naturgemäß von der Form der Magnetsierung des Rotors 22 abhängt, die aber in jedem Fall vorhanden sind, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt.Analogously, the transistor 48 is switched on at 58 and switched off again at 59, whereby these points also differ by the switching hysteresis Hys.2. This produces the signal Q2. The signals Q1, Q2 therefore have the gaps a already mentioned between them, the size of which naturally depends on the form of the magnetization of the rotor 22, but which are present in any case, as the expert will readily recognize.

Gemäß Fig. 2 werden die Signale Ql und Q2 des Sensors 23 über zwei gleiche Widerstände 62, 63 in der Kommutierungsschaltung 42 logisch miteinander verknüpft. Am Ausgang dieser Widerstände liegt das Signal X {Fig. 1) an, das also die Signale Ql und Q2 nach Art einer UND-Verknüpfung verknüpft und nur während der Lücken a niedrig ist. Dieses niedrige Signal dient als Drehzahl signal. Es wird sofort wieder hoch, wenn eines der Signale Ql oder Q2 vorhanden ist.According to Fig. 2, the signals Ql and Q2 of the sensor 23 are logically linked together via two identical resistors 62, 63 in the commutation circuit 42. The signal X (Fig. 1) is present at the output of these resistors, which links the signals Ql and Q2 in the manner of an AND link and is only low during the gaps a. This low signal serves as a speed signal. It immediately becomes high again when one of the signals Ql or Q2 is present.

Dieses Signal X wird gemäß Fig. 2 einem npn-Transistor 65 zugeführt, welcher folglich nur während der Pausen a (Fig. 3 und 5) gesperrt ist. Solange der Transistor 65 gesperrt ist, ist der an ihn angeschlossene Transistor 66 leitend und entlädt sehr schnell einen zu ihm parallel liegenden Kondensator 68, der ständig über einenThis signal X is fed to an npn transistor 65 according to Fig. 2, which is consequently only blocked during the pauses a (Figs. 3 and 5). As long as the transistor 65 is blocked, the transistor 66 connected to it is conductive and very quickly discharges a capacitor 68 connected in parallel to it, which is constantly charged via a

Ladewiderstand 70 von einer positiven Leitung 71 aus aufgeladen wird. Nach dem Ende der Lücke a, also nach dem Ende der Entladung, beginnt sich der Kondensator 68 Wieder zu laden und wird bis zur nächsten Lücke a über den Widerstand 70 aufgeladen. Die Spannung u am Kondensator 68 ist in Fig. 3 dargestellt. Wie man ohne weiteres versteht, ist die Zeit T {Fig. 3) bei niedrigen Drehzahlen langer, und die Spannung u am Kondensator 68 kann folglich bei niedrigen Drehzahlen auf höhere Werte ansteigen als bei hohen Drehzahlen. Die Spitzenspannung am Kondensator 68 ist also eine Funktion der Drehzahl, d.h. wenn diese steigt, nimmt die Spitzenspannung ab. Diese Spannung wird über einen Widerstand 73 dem - Eingang eines Operationsverstärkers 74 zugeführt, der als Differenzverstärker und Integrator geschaltet ist. Zu diesem Zwecke ist zwischen seinem Ausgang 75 und seinem - Eingang die Parallelschaltung eines Widerstands 76 und eines Kondensators 77 geschaltet.Charging resistor 70 is charged from a positive line 71. After the end of the gap a, i.e. after the end of the discharge, the capacitor 68 begins to charge again and is charged through the resistor 70 until the next gap a. The voltage u on the capacitor 68 is shown in Fig. 3. As can be easily understood, the time T (Fig. 3) is longer at low speeds, and the voltage u on the capacitor 68 can therefore rise to higher values at low speeds than at high speeds. The peak voltage on the capacitor 68 is therefore a function of the speed, i.e. when the speed increases, the peak voltage decreases. This voltage is fed via a resistor 73 to the - input of an operational amplifier 74, which is connected as a differential amplifier and integrator. For this purpose, a parallel connection of a resistor 76 and a capacitor 77 is connected between its output 75 and its - input.

Das Sollwertsignal 80 für die Drehzahl ist ein impulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal), das dem Eingang w eines Optokopplers 82 zugeführt wird, an dessen Ausgang folglich ein entsprechendes Signal w¹ anliegt. Die Information dieses Signals liegt im Tastverhältnis, vgl. das DE-Gbm 9 204 811, und diese Information kann verschiedene Funktionen des Motors 19 steuern, wie in diesem Gebrauchsmuster ausführlich beschrieben.The setpoint signal 80 for the speed is a pulse width modulated signal (PWM signal) which is fed to the input w of an optocoupler 82, at the output of which a corresponding signal w ¹ is consequently present. The information of this signal is in the duty cycle, cf. DE-Gbm 9 204 811, and this information can control various functions of the motor 19, as described in detail in this utility model.

Das Signal w¹ wird durch den Widerstand 83 und den Kondensator 84 integriert und in eine Gleichspannung umgewandelt, deren Höhe vom Tastverhältnis abhängig ist. Diese Gleichspannung wird dem + Eingang des Operationsverstärkers 74 zugeführt. Widerstände 85, 86 und 87, vgl. Fig. 2, dienen zur Pegel anpassung für den Eingang des Operationsverstärkers 74.The signal w ¹ is integrated by the resistor 83 and the capacitor 84 and converted into a direct voltage, the level of which depends on the duty cycle. This direct voltage is fed to the + input of the operational amplifier 74. Resistors 85, 86 and 87, see Fig. 2, serve to adjust the level for the input of the operational amplifier 74.

Arbeitsweise von Fig. 2How Fig. 2 works

Die Differenz des Drehzahl-Sollwertsignals (Spannung am Kondensator 84) und des Drehzahl-Istwertsignals (Spannung u am Kondensator 68) wird im Operationsverstärker 74 verstärkt und durch den Kondensator 77 integriert. Durch die Integration ergibt sich am Ausgang 75 desThe difference between the speed setpoint signal (voltage at capacitor 84) and the speed actual value signal (voltage u at capacitor 68) is amplified in the operational amplifier 74 and integrated by the capacitor 77. The integration results in the output 75 of the

Operationsverstärkers 74 ein Gleichspannungssignal Y, das über den Widerstand 90 den Stell transistor 28 (Fig. 1) linear ansteuert, so daß beim Regelvorgang der Widerstand des Längstransistors 12 entsprechend verändert wird, um die Spannung L^ entsprechend zu erhöhen oder zu reduzieren.Operational amplifier 74 produces a direct voltage signal Y which linearly controls the control transistor 28 (Fig. 1) via resistor 90, so that during the control process the resistance of the series transistor 12 is changed accordingly in order to increase or reduce the voltage L^ accordingly.

Der Drehzahlregler nach Fig. 2 ist ein P-Regler. Sein Verstärkungsfaktor (P-Anteil) wird durch das Verhältnis der Widerstände 73 und 76 eingestellt.The speed controller according to Fig. 2 is a P controller. Its gain factor (P component) is set by the ratio of resistors 73 and 76.

Fig. 6 zeigt eine erste Variante zur Schaltung nach Fig. 1. Es sind nur die Teile neu dargestellt, die sich in Fig. 1 links von der symbolischen Trennungslinie 20 befinden. Die Teile rechts von der Trennungslinie 20 stimmen mit Fig&ldquor; 1 überein. Dies gilt ebenso für Fig. 7, die eine zweite Variante zu Fig. 1 zeigt.Fig. 6 shows a first variant of the circuit according to Fig. 1. Only the parts that are located to the left of the symbolic dividing line 20 in Fig. 1 are shown again. The parts to the right of the dividing line 20 correspond to Fig. 1. This also applies to Fig. 7, which shows a second variant of Fig. 1.

Bei den Fig. 6 und 7 ist der bipolare Längstransistor 12 ersetzt durch einen Leistungs-MOSFET 112 (hier ein &eegr;-Kanal MOSFET), der hier noch besser geeignet ist als ein bipolarer Leistungstransistor. Dies hat seinen Grund darin, daß bei einem MOSFET 112 nur das "temperature derating" beachtet werden muß, während bei einem bipolaren Leistungstransistor noch zusätzlich die "safe operating area" (sichere Betriebsbereich) für den zweiten Durchbruch beachtet werden muß. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, daß ein Leistungs-MOSFET hier die bessere Lösung ist. Zum Schütze des MOSFET sollte eine Zenerdiode 121 zwischen Source S (Leitung 13) und Gate G des MOSFET 112 angeordnet werden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt.In Fig. 6 and 7, the bipolar series transistor 12 is replaced by a power MOSFET 112 (here an η-channel MOSFET), which is even more suitable than a bipolar power transistor. The reason for this is that with a MOSFET 112 only the "temperature derating" has to be taken into account, whereas with a bipolar power transistor the "safe operating area" for the second breakdown also has to be taken into account. Tests have shown that a power MOSFET is the better solution here. To protect the MOSFET, a Zener diode 121 should be arranged between the source S (line 13) and the gate G of the MOSFET 112, as shown in Fig. 6 and 7.

Der Drain D des MOSFET 112 ist mit dem Ausgang (+) des Gleichrichters 11 verbunden, die Source S mit der Leitung 13, und das Gate G mit dem Kollektor des Stelltransistors 28. Diese Schaltung arbeitet völlig analog zur Schaltung nach Fig. 1, d.h. die Spannung an der Source S folgt der Spannung am Gate G genauso, wie bei der Emitterschaltung nach Fig. 1 die Spannung am Emitter des Transistors 12 der Spannung an der Basis folgt. Beträgt z.B. die Spannung am Gate G 100 V, soThe drain D of the MOSFET 112 is connected to the output (+) of the rectifier 11, the source S to the line 13, and the gate G to the collector of the control transistor 28. This circuit works completely analogously to the circuit according to Fig. 1, i.e. the voltage at the source S follows the voltage at the gate G in the same way as in the emitter circuit according to Fig. 1 the voltage at the emitter of the transistor 12 follows the voltage at the base. If, for example, the voltage at the gate G is 100 V, then

beträgt die Spannung an der Source etwa 95 V, nämlich die Gatespannung abzüglich der Gate-Source-Schwellenspannung von etwa 4,5 V. In Analogie zur "Emitterschaltung" könnte man deshalb diese Schaltung als "Source-Schaltung" bezeichnen. Für den Fachmann ist klar, daS es sich im Prinzip um die gleiche Schaltung handelt,, wobei aber nur im einen Fall eine geläufige Bezeichnung vorhanden ist.the voltage at the source is about 95 V, namely the gate voltage minus the gate-source threshold voltage of about 4.5 V. In analogy to the "emitter circuit", this circuit could therefore be called a "source circuit". It is clear to the expert that in principle it is the same circuit, although there is only a common name in one case.

Bei der Schaltung nach Fig. 6 ergibt sich eine besonders gute Regel Charakteristik. Wird nämlich durch abrupte Änderung des Sollwertsignals 80 bei einer hohen Drehzahl plötzlich ein Sollwert für eine niedere Drehzahl vorgegeben, so wird der Motor durch die Schaltung nach Fig.The circuit according to Fig. 6 results in a particularly good control characteristic. If a setpoint for a low speed is suddenly specified by an abrupt change in the setpoint signal 80 at a high speed, the motor is controlled by the circuit according to Fig.

6 gebremst." In diesem Fall wird nämlich der Transistor 28 voll leitend, und die Zenerdiode 121 wird in Vorwärtsrichtung betrieben_s so daß ein Bremsstrom ig fließt,"wie er in Fig. 6 symbolisch eingezeichnet ist. Dieser Bremsstrom ig leitet die im Kondensator 16 (Fig. 1) gespeicherte Energie nach Masse ab, wodurch der Motor 19 gebremst wird, da er in diesem Fall im generatorischen Betrieb und praktisch im Kurzschluß betrieben wird. Wenn ein solcher Bremsbetrieb gewünscht wird, müssen die Zenerdiode 121 und der Stell transistor 28 für eine entsprechende Leistung ausgelegt werden.6 is braked." In this case, the transistor 28 is fully conductive and the Zener diode 121 is operated in the forward _direction so that a braking current ig flows," as is symbolically shown in Fig. 6. This braking current ig conducts the energy stored in the capacitor 16 (Fig. 1) to ground, whereby the motor 19 is braked, since in this case it is operated in generator mode and practically in short circuit. If such a braking operation is desired, the Zener diode 121 and the control transistor 28 must be designed for a corresponding power.

Es ist darauf hinzuweisen, daß dieser Bremsbetrieb auch bei der Schaltung nach Fig. 1 auftritt, da dort die Basis-Emitter-Strecke des Längstransistors 12 in diesem Fall wie eine Zenerdiode wirkt, so daß auch dort ein Bremsstrom fließt.It should be noted that this braking operation also occurs in the circuit according to Fig. 1, since the base-emitter path of the series transistor 12 in this case acts like a Zener diode, so that a braking current flows there too.

Falls ein Bremsbetrieb nicht gewünscht wird, um die höheren Kosten für den Stelltransistor 28 zu vermeiden, wird gemäß Fig. 7 eine Diode 122 zwischen den MOSFET 112 und den Punkt A geschaltet. Sie sperrt das Fließen des in Fig. 6 dargestellten Stromes ig. Wird die erfindungsgemäße Schaltung z.B. zum Antrieb des Motors 19 eines Gebläses (nicht dargestellt) verwendet, so ist ein schneller Bremsvorgang unnötig, da das Gebläse von sich aus langsamer wird, wenn ihm weniger Energie zugeführt wird.If braking operation is not desired in order to avoid the higher costs for the control transistor 28, a diode 122 is connected between the MOSFET 112 and point A as shown in Fig. 7. It blocks the flow of the current ig shown in Fig. 6. If the circuit according to the invention is used, for example, to drive the motor 19 of a fan (not shown), a rapid braking process is unnecessary since the fan will slow down on its own if less energy is supplied to it.

Die Diode 122 kann in gleicher Weise auch bei der Schaltung nach Fig.The diode 122 can also be used in the same way in the circuit according to Fig.

1 verwendet werden, um das Fließen eines Bremsstroms zu verhindern.1 can be used to prevent the flow of braking current.

Beispielhaft können für die Komponenten der Schaltung nach Fig. 7 folgende Werte angegeben werden:
U_n = 230 V, 50 HzAs an example, the following values can be given for the components of the circuit shown in Fig. 7:
U _n = 230 V, 50 Hz

MOSFET 12 P4N40FI, Hersteller SGS-ThomsonMOSFET 12 P4N40FI, manufacturer SGS-Thomson

Zenerdiode 121 12 VZener diode 121 12 V

Zenerdiode 25 270 VZener diode 25 270 V

Widerstand 27 100 kOhmResistance 27 100 kOhm

Transistor 28 MPSA44Transistors 28 MPSA44

Da die Regelelektronik - mit dem Längstransistor 12 oder dem MOSFET-Längstransistor 112 - keine impulsartigen Signale verwendet, sondern gleitende Änderungen, treten auf den Zuleitungen der Anordnung 10 nur sehr geringe elektrische Störungen auf, und man benötigt keine zusätzlichen Filter zur Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte, der sogenannten EMV-Grenzwerte.Since the control electronics - with the series transistor 12 or the MOSFET series transistor 112 - do not use pulse-like signals, but rather smooth changes, only very little electrical interference occurs on the supply lines of the arrangement 10, and no additional filters are required to comply with the legally prescribed limit values, the so-called EMC limit values.

Naturgemäß muß die Endstufe 33 nicht unbedingt eine Vollbrücke sein. Z.B. wäre auch eine zweisträngige Lösung möglich, wie sie in der EP 0 467 085 Al dargestellt ist. In diesem Fall kann die Spannung U^ höher sein, so daß die Verluste im Längstransistor 12 bzw. 112 kleiner werden. Die dargestellten Lösungen werden aber bevorzugt. Ebenso sind andere Variationen möglich. Z.B. könnte als Drehzahlsignal die positive Flanke des Ql-Signals verwendet werden, und es könnten naturgemäß auch andere Arten von Rotorstellungssensoren verwendet werden, oder auch elektronische Motoren ohne Rotorstellungssensor, bei welchen die Rotorstellung aus den Motorströmen oder sonstigen Werten errechnet wird (sogenanntes Sensorless-Prinzip).Naturally, the output stage 33 does not necessarily have to be a full bridge. For example, a two-phase solution would also be possible, as shown in EP 0 467 085 A1. In this case, the voltage U^ can be higher, so that the losses in the series transistor 12 or 112 are smaller. However, the solutions shown are preferred. Other variations are also possible. For example, the positive edge of the Ql signal could be used as the speed signal, and naturally other types of rotor position sensors could also be used, or even electronic motors without a rotor position sensor, in which the rotor position is calculated from the motor currents or other values (so-called sensorless principle).

Ein ganz wichtiger Vorzug der vorliegenden Erfindung ist der Wegfall eines Netzteils zur Stromversorgung des Motors 19 mit Niederspannung. Hierdurch ergibt sich eine beachtliche Kostenersparnis. Ihr steht gegenüber eine Erhöhung der Kosten durch die erhöhte Isolationsklasse für die Wicklung 18, und durch die Verwendung von Leistungstransistoren mit erhöhter Spannungsfestigkeit, sowie durch die Verwendung einesA very important advantage of the present invention is the elimination of a power supply unit for supplying the motor 19 with low voltage. This results in considerable cost savings. This is offset by an increase in costs due to the increased insulation class for the winding 18, and by the use of power transistors with increased dielectric strength, as well as by the use of a

entsprechend leistungsfähigen Längstransistors 12 bzw. 112. Insgesamt ergibt sich aber eine erhebliche Einsparung an Kosten - und auch an Bauvolumen - durch die vorliegende Erfindung, so daß diese vielfältig anwendbar ist, z.B. für Lüfter» Staubsauger, Scanner, Pumpen, medizintechnische Geräte, Gebläse für Gas- und Ölbrenner, und andere. Die Erfindung hat also ein sehr breites Anwendungsspektrum, da sie auch eine einfache Drehzahlregelung und Strombegrenzung ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist sie naturgemäß in Verbindung mit einem einsträngigen kollektorlosen Gleichstrommotor, da hierbei der Aufwand für die Elektronik, und auch für die Isolation der Wicklung 18, besonders klein wird.correspondingly powerful series transistor 12 or 112. Overall, however, the present invention results in considerable savings in costs - and also in construction volume - so that it can be used in a variety of ways, e.g. for fans, vacuum cleaners, scanners, pumps, medical devices, blowers for gas and oil burners, and others. The invention therefore has a very broad range of applications, as it also enables simple speed control and current limitation. It is naturally particularly advantageous in conjunction with a single-strand brushless DC motor, as the effort required for the electronics and also for the insulation of the winding 18 is particularly small.

Claims

1. Anordnung mit einem über eine Halbleiteranordnung (34, 35₉ 36, 37) kommutierten kollektorlosen Gleichstrommotor (19), mit einem über einen Gleichrichter (11) aus einem Wechsel- oder Drehstromnetz speisbaren Gleichstrom-Zwischenkreis (13, 14), an dessen Eingang im Betrieb eine wellige Gleichspannung mit vorgegebenen Maximalwerten vorliegt,1. Arrangement with a collectorless direct current motor (19) commutated via a semiconductor arrangement (34, 35 ₉ 36, 37), with a direct current intermediate circuit (13, 14) which can be fed from an alternating or three-phase network via a rectifier (11), at the input of which a ripple direct voltage with predetermined maximum values is present during operation,

mit einem zwischen dem Gleichrichter (11) und dem kollektorlosen Gleichstrommotor (19) liegenden Längstransistor (12; 112), welcher als variabler Widerstand betrieben wird, und mit Begrenzungsmitteln (25, 27, 28) zur Begrenzung der Spannung am Steuereingang dieses Längstransistors (12; 112) auf einen Wert,with a series transistor (12; 112) located between the rectifier (11) and the collectorless direct current motor (19), which is operated as a variable resistor, and with limiting means (25, 27, 28) for limiting the voltage at the control input of this series transistor (12; 112) to a value,

- welcher kleiner ist als die vorgegebenen Maximalwerte der welligen Gleichspannung,- which is smaller than the specified maximum values of the ripple DC voltage,

- und welcher im Bereich der Spannungsfestigkeit der Halbleiteranordnung (34, 35, 36, 37) des kollektorlosen Gleichstrommotors (19) liegt.- and which lies in the range of the dielectric strength of the semiconductor arrangement (34, 35, 36, 37) of the collectorless DC motor (19).

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Längstransistor (12) ein bipolarer Transistor in Emitterschaltung ist.2. Arrangement according to claim 1, in which the series transistor (12) is a bipolar transistor in a common emitter circuit.

3. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Längstransistor (112) ein MOSFET ist, bei welchem die Drain-Source-Strecke zwischen einem Ausgang (+) des Gleichrichters (11) und dem kollektorlosen Gleichstrommotor (19) liegt und die Begrenzungsmittel (25, 27, 28) zwischen dem Gate des MOSFET (112) und dem anderen Ausgang (-) des Gleichrichters (11) liegen.3. Arrangement according to claim 1, in which the series transistor (112) is a MOSFET, in which the drain-source path lies between an output (+) of the rectifier (11) and the collectorless DC motor (19) and the limiting means (25, 27, 28) lie between the gate of the MOSFET (112) and the other output (-) of the rectifier (11).

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei welcher parallel zur Source-Gate-Strecke des MOSFET (112) eine Zenerdiode (121) vorgesehen ist.4. Arrangement according to claim 3, in which a Zener diode (121) is provided parallel to the source-gate path of the MOSFET (112).

5. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher zwischen dem Längstransistor (12; 112) und dem kollektorlosen Gleichstrommotor (19) eine Diode (122) vorgesehen ist, welche das Fließen eines Bremsstroms (ig) vom Motor (19) zum Längstransistor (12; 112) verhindert.5. Arrangement according to claim 1, in which a diode (122) is provided between the series transistor (12; 112) and the collectorless DC motor (19), which diode prevents the flow of a braking current (ig) from the motor (19) to the series transistor (12; 112).

6. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher im Gleichstrom-Zwischenkreis (13, 14) ein Glättungskondensator (16) angeordnet ist, welcher so bemessen ist, daß er Drehzahl Schwankungen des Motors (19) infolge Wenigkeit der Gleichspannung (U^«) im Gleichstrom-Zwischenkreis (13, 14) mindestens nahezu verhindert.6. Arrangement according to at least one of the preceding claims, in which a smoothing capacitor (16) is arranged in the direct current intermediate circuit (13, 14), which is dimensioned such that it at least almost prevents speed fluctuations of the motor (19) due to the low direct voltage (U^«) in the direct current intermediate circuit (13, 14).

7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Spannung an den Begrenzungsmitteln (25, 27, 28) zum Zwecke der Drehzahlregelung des Motors (19) variierbar ist, um den Widerstandswert des Längstransistors (12; 112) gleitend zu ändern und dadurch die Drehzahl zu regeln.7. Arrangement according to one or more of the preceding claims, in which the voltage at the limiting means (25, 27, 28) is variable for the purpose of controlling the speed of the motor (19), in order to smoothly change the resistance value of the series transistor (12; 112) and thereby control the speed.

8. Anordnung nach Anspruch 7, bei welcher die Begrenzungsmittel ein Spannungsbegrenzungsgiied (25) aufweisen, zu welchem ein Teil einer Spannungsteilerschaltung (27, 28) parallelgeschaltet ist, welche Spannungsteilerschaltung (27, 28) ein Stellelement, insbesondere einen Stelltransistor (28), enthält, dessen Widerstand steuerbar ist.8. Arrangement according to claim 7, in which the limiting means comprise a voltage limiting element (25) to which a part of a voltage divider circuit (27, 28) is connected in parallel, which voltage divider circuit (27, 28) contains an actuating element, in particular an actuating transistor (28), the resistance of which is controllable.

9. Anordnung nach Anspruch 8_ä bei welcher das Stellelement (28) mit dem Ausgang (Y) eines Reglers verbunden ist, insbesondere mit dem Ausgang eines Drehzahlreglers (30).9. Arrangement according to claim 8 _, in which the actuating element (28) is connected to the output (Y) of a controller, in particular to the output of a speed controller (30).

10. Anrodnung nach Anspruch 9, bei welcher der Drehzahlregler (30) sein Drehzahlsignal (X) von einem Rotorstellungssensor (23) des kollektorlosen Gleichstrommotors (19) erhält.10. Arrangement according to claim 9, in which the speed controller (30) receives its speed signal (X) from a rotor position sensor (23) of the brushless DC motor (19).

11. Anordnung nach Anspruch 10, bei welcher der Rotorstellungssensor (23) zwei Signale (Ql, Q2) abgibt, welche jeweils durch Lücken (a) voneinander getrennt sind, wobei die Signale logisch miteinander verknüpft werden und das dabei gebildete Verknüpfungssignal (X) als Drehzahlsignal dient.11. Arrangement according to claim 10, in which the rotor position sensor (23) emits two signals (Q1, Q2), which are each separated from one another by gaps (a), the signals being logically linked to one another and the link signal (X) formed in this way serving as a speed signal.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, bei welcher ein Ladekondensator (68) vorgesehen ist, dem im Betrieb ein Ladestrom (Widerstand12. Arrangement according to claim 10 or 11, in which a charging capacitor (68) is provided, to which a charging current (resistance

70) zuführbar ist,70) can be supplied,

und mit einem Entladeglied (66) zum wiederholten kurzzeitigen Entladen dieses Ladekondensators (68) in einem zur Drehzahl des Motors (19) proportionalen Takt.and with a discharge element (66) for repeatedly briefly discharging this charging capacitor (68) in a cycle proportional to the speed of the motor (19).

13. Anordnung nach Anspruch 12, bei welcher die Spannung am Ladekondensator (68) einem Eingang eines als Integrator und Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärkers (74) zuführbar ist, dessen anderem Eingang ein Sollwertsignal zuführbar ist und dessen Ausgangssignal (Y) den Längstransistor (12) durch gleitende Veränderung von dessen Widerstandswert steuert.13. Arrangement according to claim 12, in which the voltage at the charging capacitor (68) can be fed to an input of an operational amplifier (74) connected as an integrator and differential amplifier, to whose other input a setpoint signal can be fed and whose output signal (Y) controls the series transistor (12) by smoothly changing its resistance value.

14. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Halbleiteranordnung des kollektorlosen Gleichstrommotors als Vollbrückenschaltung (33) ausgebildet ist.14. Arrangement according to one or more of the preceding claims, in which the semiconductor arrangement of the collectorless DC motor is designed as a full-bridge circuit (33).

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei welcher die Halbleiterelemente der Vollbrückenschaltung (33) als Leistungstransistoren (34, 35, 36, 37) ausgebildet sind, deren Spannungsfestigkeit mindestens teilweise etwa 300 V beträgt.15. Arrangement according to claim 14, in which the semiconductor elements of the full-bridge circuit (33) are designed as power transistors (34, 35, 36, 37) whose dielectric strength is at least partially approximately 300 V.

16. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Spannungsfestigkeit von Leistungstransistoren (34, 35, 36, 37) der Halbleiteranordnung (3?) kleiner ist als die Maximalwerte der am Ausgang des Netzgleichrichters (11) vorliegenden welligen Gleichspannung.16. Arrangement according to one or more of the preceding claims, in which the dielectric strength of power transistors (34, 35, 36, 37) of the semiconductor arrangement (3?) is smaller than the maximum values of the ripple DC voltage present at the output of the mains rectifier (11).

17. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der kollektorlose Gleichstrommotor als zweipulsig betriebener einsträngiger Motor (19) ausgebildet ist.17. Arrangement according to one or more of the preceding claims, in which the collectorless DC motor is designed as a two-pulse operated single-phase motor (19).