JPH026317B2 - - Google Patents

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JPH026317B2
JPH026317B2 JP55173907A JP17390780A JPH026317B2 JP H026317 B2 JPH026317 B2 JP H026317B2 JP 55173907 A JP55173907 A JP 55173907A JP 17390780 A JP17390780 A JP 17390780A JP H026317 B2 JPH026317 B2 JP H026317B2
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JP
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pulse
signal
control
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Hofuman Hararudo
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Braun GmbH
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Braun GmbH
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Publication of JPH026317B2 publication Critical patent/JPH026317B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/146Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • 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
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • 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
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/04Arrangements for starting

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、永久磁石回転子を有するモータの制
御および調節方法およびその方法を実施するため
の装置に関する。 基礎となる水晶周波数を表示装置に伝達する石
英時計のような時間保持装置のための電磁変換器
には、低周波で電磁的に励起されるステツプ切替
え装置とか、励起されるかまたは同期化された振
動系とか、ステツプ切替えモータとか同期モータ
が用いられている。同期モータは励起子周波数で
駆動されると自己起動するものとそうでないもの
とがある。そのような反作用同期モータは少なく
とも1個の界磁巻線を有しており、その巻線は回
転子によつて発生される磁界の回転運動に同期す
る交流電圧で付勢される。自己起動同期モータに
は電力消費が大きいという欠点があり、そのこと
はバツテリー駆動の場合はしばしばバツテリーを
交換することになるかまたは大きな寸法のバツテ
リーとなる。いずれも特に時計では好ましくな
い。自己起動同期モータは、電力消費が大きいと
いう欠点のほかに、極の跳び越しによつて失なわ
れるパルスがもはや回復できないというさらに別
の欠点を有する。このようなシステムは予め与え
られた時間間隔中回転数を一定に保持することが
できない。非自己起動モータは動作中一旦静止し
た後はもはや自己起動できず、機械的に回転子の
始動を助けてもらわなければ再び起動することが
できない。さらに、始動される同期モータにおい
ては、指示器の正確な調節ができるかどうかに注
意が払われる。 回転するステツプ切替え装置(ステツプ・モー
タ)では、交流のまたは直流の整流された電流パ
ルスによつて励起される固定子磁界中におけるn
対の極を有する永久磁石回転子の運動は、それぞ
れ極の対の半分または一つのステツプに利用され
る。永久磁石回転子を有するステツプ切替えモー
タは大きい磁界のために比較的大きな回転モーメ
ントと高い効率を有しており、ステツプ運動を都
合よく減衰させれば大きなステツプ角が可能にな
る。 G・Glaser著“Quarzuhren technik(水晶時計
技術)”(Wilhelm Kempter出版合名会社、1979
年、第142頁〜第161頁、特に153頁)の文献から、
水晶発振器と電磁変換器(モータ)との間の位相
調節装置が知られている。この公知の装置におい
ては、水晶発振器によつて与えられる基準周波数
の対応して分割された信号の位相と電磁変換器に
よつて検出される実際の周波数の信号の位相との
間の位相比較が行なわれる。測定された位相差の
各値にはモータの一周期当り一定のエネルギー供
給が対応する。このようにして、モータの負荷に
依存して、基準周波数の信号に対してモータ信号
の安定した位相位置が調節される。同期他信号す
なわち基準周波数信号は附加的な同期化コイルを
介して、与えられるかまたは直接附加的に駆動コ
イルに印加されるか、または配線を介して駆動パ
ルスに加えられる。他の一つの技術的に有利な解
決方法は、変換器信号と同期化信号との間の位相
位置を単安定または双安定フリツプ・フロツプを
介して測定し、駆動パルスのパルス幅を制御する
技術(パルス幅制御)である。 本発明の目的は、永久磁石回転子を有する反作
用モータが運転中静止状態から再び自己始動し、
通常の運転中駆動出力の対応した上昇で逆回転モ
ーメントに反作用し、その際できる限り小さな消
費電力で間に合わせ、著しく低下した電源電圧で
も高い調節精度および速さで申し分のない運転を
保障する制御および調節方法とその装置を提供す
ることである。 この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲
第1項の特徴部分に述べられた特徴によつて定め
られる方法によつて解決される。 本発明による制御および調節方法のその他の特
徴は特許請求の範囲第2項から第13項までの特
徴部分に含まれている。本発明による制御および
調節方法を実施するための装置は特許請求の範囲
第14項および第23項の特徴部分によつて特徴
づけられる。 本発明のその他の有利な態様は特許請求の範囲
第15項ないし第22項および第24項ないし第
36項から読み取れる。 本発明による解決方法は、定格回転動作から単
数または複数の予め与えることができる周波数を
有する自己起動動作へ切り換えることによつて、
モータの静止状態または回転子の軸における強い
回転モーメントの結果著しく低下した回転数後の
ただ一つの方向のモータの自己起動を提供し、定
格運転では、逆回転モーメントの出現後無視でき
るほどわずかな不動時間をもつて、モータの申し
分のない回転数調節を保証する。このようにすれ
ば、通常動作におけるモータの電力消費は非常に
僅かであり、大きく低下した電源電圧でも申し分
のない機能が保証される。したがつて、この解決
方法は小さなものから大きなものにまで及ぶ逆回
転モーメントを有する時計すなわち小さな腕時計
または卓上時計から大きな壁掛時計に至るまで普
遍的に応用することができ、バツテリー駆動の時
計のバツテリーの寿命の著しい延長を保証する。 以下本発明の対象の図示された実施例を使つ
て、本発明の基礎になつている思想を一層詳細に
説明する。 第1図には反作用モータ2が図式的に示されて
いる。モータ2は、永久磁石で形成された極を有
する回転子21と、二つの巻線22,23を有す
る詳細には示されていない固定子とを有してい
る。両巻線22,23のうちの一方がパルスで付
勢されると、回転子21は極の対の数となり周波
数に対応する回転数に上げられる。回転子21の
回転は、時計のような時間保持装置での応用のた
めに、シヤフトとギヤとを介して表示システムに
伝達される。この表示システムは、例えば、複数
の指針と文字盤とを有するアナログ表示を可能に
する。 回転数nを検出し且つ通常動作における回転数
調節のために回転数に比例した電圧Unを与える
ためまたは自己起動動作の導入のための基準とし
て、たとえばオプトエレクトロニクス装置、磁気
的装置またはこれらと等価な装置から成ることが
できる装置24が設けられている。しかしなが
ら、簡単な方法としては、固定子の第2の巻線2
3もセンサ巻線として使用することができる。第
2の巻線23も第1の巻線22と同様に回転子2
1の極の磁力線の影響領域にあるからである。回
転子21の回転の際に極の磁力線は周期的に第2
の巻線23を切り、そのことによつて、巻線の端
に回転子21の回転数nに比例する、ゼロ点通過
する正弦波電圧Un、いわゆるセンサ信号が発生
する。 この回転数に比例した電圧Unは二つの比較電
圧Ur,Usとともに比較要素4の入力に印加され、
そこでセンサ信号は回転数調節のためまたは起動
動作の導入のための二つの矩形パルスに変換され
る。その矩形パルスの垂直な腹は一定の比較電圧
Ur,Usとの交点にある。比較要素4の本質的に
矩形の出力信号v,iは二つの部分段51,52
から構成されている雑音除去および遅延要素5の
入力に印加され、この要素5は附加的にクロツク
周波数f4で動作させられる。この雑音除去および
遅延要素5は通常動作のために実際の値の周波数
パルスI,を通常動作のための調節装置6にま
た場合によつて必要な自己起動動作の導入のため
に、次に接続されている自己起動段8に自己起動
信号Vを与える。 定格動作のための調節装置6には、実際の値の
周波数パルスI,のほかに、自己起動段8から
与えられる基準周波数パルスf22が供給され、
出力からは二つの異つた通常運転パルスHO +
HO -が与えられる。 自己起動段8には、自己起動信号Vのほかにさ
らに単数または複数の互いに異なる周波数信号
fONZおよび予め与えることができる信号Nが与え
られる。この予め与えることができる信号Nは、
単数または複数の遅延段から成つている待ち時間
要素7の中で発生される。第1の遅延段には周波
数信号f3が与えられ、他方すべての遅延段のリセ
ツト入力は自己起動信号Vおよび切替え信号βに
依存し同期してもとにもどされる。 自己起動段8からは、切替え信号β−のほか
に、定格動作のための調節装置6から与えられる
定格動作パルスHO +,HO -と一緒に二つのパルス
f11およびf22が次に接続された制御論理
回路9に供給され、その出力に次に接続された切
替え段3のスイツチの制御のためのパルス列Tn
が現われ、その切替え段3は電源+UB,−UBおよ
び反作用モータ2の巻線22,23に接続され、
その際切替え段3は反作用モータ2の巻線22,
23を電源+UB,−UBのいずれかの極と接続す
る。 装置全体には、発振水晶1と分周器11とを有
する発生器が設けられており、そこに周波数f3
f4,fONZを有する矩形パルスが発生する。それら
のパルスは前に述べた位置で対応する装置の部分
に導かれる。 制御および調節回路装置の第2図から読み取ら
れる詳細な表示は一点鎖線で囲まれた部分に第1
図に示された諸要素を示す。比較要素は二つの比
較器41および42を含んでおり、それらの正の
入力は第2の巻線23の一方の端に接続されてい
る。第1の比較器41の負の入力は基準電圧Us
に接続されているのに反して、第2の比較器42
の負の入力は他方の基準電圧U r および第2の巻
線23の他方の巻線の端に接続されている。両比
較器41および42の出力信号vおよびiは別々
に雑音除去および遅延段5の部分段51および5
2のそれぞれに導かれる。両部分段51および5
2の各々は4個の直列に接続された拍子を合わさ
れたフリツプフロツプD1ないしD4およびD5ない
しD8を含んでおり、そのクロツク入力Ckは固定
可能な周波数f4(この場合には1024Hzの周波数)
に同期して付勢さる。それぞれの第1の拍子を合
わされたフリツプフロツプD1,D5の入力は第1、
第2の比較器41,42の出力にそれぞれ接続さ
れている。拍子を合わされたフリツプフロツプ
D1ないしD3またはD5ないしD7の出力Qは次に続
く拍子を合わされたフリツプフロツプD2ないし
D4またはD6ないしD8の入力に接続されている。
それぞれの最後のフリツプフロツプD4およびD8
の出力は次に接続された第1のNANDゲートG
1およびG5の入力に印加されており、これらの
NANDゲートの他方の入力はそれぞれ最初の拍
子を合わされたフリツプフロツプD1,D5の出力
が接続されている。第2のNANDゲートG2,
G6の入力には第1および最後の拍子を合わされ
たフリツプフロツプD1,D4およびD5,D8の否定
された出力が接続されている。 これらの両方の第1のNANDゲートG1,G
2またはG5,G6の出力は第3または第4の
NANDゲートG3,G4またはG7,G8の入
力に印加され、それらの他方の入力はそれぞれ他
方のNANDゲートG4,G3またはG8,G7
の出力とそれぞれ接続されている。第3の
NANDゲートG3の出力信号と同じである第1
の雑音除去および遅延段51の出力信号Vは次に
接続された自己起動段8の入力に接続されてい
る。この段の第3および第4のNANDゲートG
7,G8の出力信号と同じである第2の雑音除去
および遅延段52の出力信号I,は次に接続さ
れた定格動作のための調節装置6に接続されてい
る。 定格動作のための調節装置6はまた定格動作パ
ルスHO +,HO -のために二つの分離した調節装置
61および62を有している。これらの調節装置
61および62の各々は二つのDフリツプフロツ
プDR1,DR2またはDR3,DR4、二つのNORゲート
G12,G13またはG14,G15を含んでお
り、それらは、両方のDフリツプフロツプDR1
DR2およびDR3,DR4の否定された出力が第1の
NORゲートG12またはG14を通じて一緒に
なつて、両方のDフリツプフロツプDR1,DR2
よびDR3,DR4のリセツト入力に印加されるよう
に結合されている。第1のDフリツプフロツプ
DR1またはDR3の否定された出力および第2の
DフリツプフロツプDR2またはDR4の出力は第2
の雑音除去および遅延段52の出力信号I,と
一緒に第2のNORゲートG13またはG15の
三つの入力に接続されている。これらの両方の
NORゲートG13またはG15の出力は制御論
理回路9の二つの入力と接続されている。4個の
DフリツプフロツプDR1ないしDR4の入力は正の
電位に接続され、一方それぞれの第1のDフリツ
プフロツプDR1またはDR3のクロツク入力Ckは、
自己起動段8によつて予め与えられている周波数
f2または2の下降または上昇する腹で付勢され
る。それぞれの第2のDフリツプフロツプDR3
たはDR4のクロツク入力は、第2の雑音除去およ
び遅延段52の出力に発生するパルスの上昇また
は下降する腹I,で付勢される。 自己起動段8が3個のTフリツプフロツプ
TR4,TR5,TR6の直列接続を含んでおり、その否
定された出力は信号P,R,Sを与え、それぞ
れの次に接続されたTフリツプフロツプTR4
TR5およびTR6の入力に接続されている。第1の
TフリツプフロツプTR4の入力は信号Nを与える
待ち時間要素7の出力と接続されている。3個の
TフリツプフロツプTR4からTR6までのリセツト
入力Rは共通して3個のNORゲートG9ないし
G11から成る回路の出力に接続されている。第
1のNORゲートG9の入力は第3のTフリツプ
フロツプTR6の否定されたでも、待ち時間要素
7によつて与えられる予め与えることができる信
号Nでも付勢される。第2のNORゲートG10
の入力は第1のNORゲートG9の出力と接続さ
れ、他方第2の入力は第1の雑音除去および遅延
段51によつて与えられる自己起動信号Vで付勢
される。 第3のNORゲートG11は第2のNORゲート
G10の出力に接続され、自己起動段8によつて
与えられる切替え信号βで付勢される。そのほ
か、自己起動段8には4個のANDゲートG30
ないしG33が設けられており、その入力には例
えば16Hz、32Hz、64Hzの与め与えられたfO1Z
fO2Z,fO3Z、出力信号PおよびR、および2重
NANDゲートG28,G29を使つて第1およ
び第2のTフリツプフロツプTR4およびTR5の否
定された出力信号、、切替え信号βおよび否
定された切替え信号が下記のように印加され
る。 第1のゲートG30:(否定された)および
fO3Z(64Hz) 第2のゲートG31:β,P,R.およびfO1Z(16
Hz) 第3のゲートG32:β,,R.およびfO2Z(32
Hz) 第4のゲートG33:β,およびfO3Z(64Hz) 4個のANDゲートG30ないしG33の出力
はNORゲートG34を通して一つにされ、その
出力にパルス列fOが発生し、それは、第2のDフ
リツプフロツプ83と一緒になつて周波数逓減段
を形成している次に接続されたDフリツプフロツ
プ82のクロツク入力Ckに印加される。両フリ
ツプフロツプ82および83では、否定された出
力が入力D9またはD10に接続されている。第1
のDフリツプフロツプ82の出力Qは第2のDフ
リツプフロツプ83のクロツク入力と接続されて
いる。両Dフリツプフロツプ82および83の出
力Qおよび否定された出力には逓減された周波
数列f1,f1およびf2,f2が発生する。自己起動
段8のその他のフリツプフロツプ81の入力に
は、第3のTフリツプフロツプTR6の否定された
出力信号およびその他のNORゲート36の出
力信号が印加され、そのNORゲート36では、
否定された出力信号および待ち時間要素7によ
つて与えられる信号Nが一緒にされている。例え
ば二つのNORゲートG26およびG27から合
成されているこのフリツプフロツプ81の出力に
は、切替え信号βおよび否定された切替え信号
が発生する。 待ち時間要素7は、実施例においては、3個の
遅延段TR1ないしTR3から構成されており、それ
らのリセツト入力Rは、自己起動段8のTフリツ
プフロツプのリセツト入力と一緒になつてゲート
G11の出力に接続されている。第1の遅延段
TR1の入力には、実施例においては16Hzの周波数
f3が印加され、他方第1および第2の遅延段TR1
およびTR2の出力は次に接続された遅延段の入
力と接続され、第3の遅延段TR3の出力に信号N
が発生する。 自己起動段8の出力信号β,,f1,f1およ
びf2,f2および定格動作のための調節装置6の
出力信号HO -およびHO +は、出力が4個のその他
のANDゲートG16ないしG19に接続されて
いる6個のANDゲートG20ないしG25を使
つて次に接続された制御論理回路9の中で、それ
らが次の事実表を満足するように互いに結合され
る。
【表】 NAND要素G16ないしG19の出力T5ない
しT8は切替え段3の8個のスイツチS1〜S8
の制御作用をし、それらの切替え接続はサイクリ
ツクに交換して、それぞれバツテリーの正または
負の接点+UBATTおよび−UBATTおよび反作用モー
タ2の第1または第2の巻線22または23のい
ずれかの巻線の端に接続されている。この場合、
それぞれ1個の出力信号T5〜T8は2個のスイツ
チを制御し、それらのスイツチはバツテリーのい
ずれかの極および両方の巻線の一方22または2
3のいずれかの巻線の端に接続されている。切替
え段に設けられているダイオードD1〜D8が両巻
線22および23に接続され、スイツチS1ない
しS8をスイツチオフした後巻線に供給された磁
気エネルギーを電力供給用バツテリーにもどすこ
とができるように並列に接続されている。 モータ回転子21の回転は図に詳細に示されて
いないシヤフトを介してギヤ装置に伝達され、そ
れからさらに他のシヤフトを介して表示システム
に伝達される。表示システムはたとえば複数の針
と1枚の文字盤を使つてアナログ表示を可能にす
る。 本発明による方法および装置の動作は第3図お
よび第4図の個々の信号のタイミングチヤートを
使つて以下のように行なわれる。 第3図には、第2の巻線23における電圧の時
間的な推移、一定の基準電圧UrおよびUSおよび
両比較器41,42の出力信号v,iが示されて
いる。回転子21が回転すると、磁極NおよびS
の磁力線は第2の動作巻線23の磁力線を周期的
に切り、そのことによつてゼロ点通過を有する正
弦波電圧UW、いわゆるセンサ信号が発生される。
パルス成形器とも呼ぶことができる。両方の比較
器41および42の中での基準電圧UrおよびUS
との比較によつて、センサ信号は矩形パルスに変
換される。そのパルスの垂直な腹は、基準電圧
UrおよびUSとのセンサ信号の交点にある。 センサ信号UWがそれぞれの基準電圧Urまたは
USよりも大きい領域で、矩形信号vまたはiが
付与される。したがつて、比較器41および42
は、第3図に示されているように、出力信号vお
よびiが両方の比較器41および42の出力に現
れるように、センサ信号をデジタル化する。信号
vは、センサ信号UWが基準電圧USよりも大きい
ときのみH(高電位)である。そのようにしてい
つ回転子の回転数が基準電圧USに対応する回転
数以下に低下するかを知らせることができる。し
かしながらこの基準電圧は第2の巻線23の中
の、基準電圧USよりも小さい場合によつて起り
得る雑音が第1の比較器41の出力における出力
信号vの中に現われないように、高められた雑音
レベル間隔としても作用する。比較器41および
42のデジタル化された出力信号vおよびiは、
時間遅延のベース上で動作する次に接続された雑
音除去および遅延段51および52の入力に与え
られ、時間間隔△tよりも長く続く状態Lおよび
Hについてのみ、関連した雑音除去および遅延段
51または52に向つての信号の中に交換が現わ
れ(VまたはI)、その結果前述した時間間隔△
tよりも短かい出力信号vおよびiの中にはL−
H−LまたはH−L−Hの形の雑音パルスのピー
クが関連した雑音除去および遅延要素51または
52を通つてそれから先に導かれない。雑音除去
および遅延要素51または52は同時に信号vと
VまたはiとIとの間の遅延要素として作用す
る。 雑音除去および遅延段51または52の入力信
号vおよびiと出力信号VおよびIまたはとの
間の遅延は第1の巻線22に対する制御パルス調
節の最適化の際にも、定格回転動作のためにも利
点を提供する。 第4図には、上から下に向つて順に下記の信号
が示されている。 (a) 水晶発振器1の次に接続された周波数分割チ
エーン11のいろいろの場所にかけられた三つ
の周波数信号fO1ZからfO3Zまで (b) 第1の雑音除去および遅延段51の出力に発
生する信号または自己起動段8のためのリセ
ツト信号の役目をする信号V (c) 待ち時間要素7のTフリツプフロツプの出力
に発生する信号Q1からQ3まで。この場合、第
3のTフリツプフロツプの出力信号Q3が信号
Nに対応する。 (d) 自己起動段8の3個のTフリツプフロツプの
出力信号P,R,S (e) 自己起動動作の導入のための切替え信号β、
自己起動段8のNORゲートG34から与えら
れる信号f0および自己起動段によつて与えられ
る信号f1およびf2 (f) モータ2の巻線22および23における信号
UW1およびUW2 個々の信号のこの時間表示から第2図による回
路装置と関連して下記のような動作となる。 モータ2の回転子21の回転数が一定の限界以
下に低下し、その結果第1の雑音除去および遅延
段51の出力信号Vがある一定の時間間隔内にも
はやH(高電位)にならないと、この時間間隔の
間待ち時間要素および自己起動段8のTフリツプ
フロツプTR1ないしTR6の共通のリセツト入力R
はL(低電位)にとどまる。この場合、通常動作
の切替え信号βは前の状態からLであり、待ち時
間要素7または自己起動段8のそれぞれの第3の
TフリツプフロツプTR3またはTR6の両方の出力
信号NまたはSの少なくとも一方がHであつたこ
とが仮定されなければならない。信号Vが時間間
隔t1の間、例えばモータ2の回転子21がもはや
動かない間状態Lにとどまるときは、待ち時間要
素7の第3のTフリツプフロツプTR3の出力Nは
状態Lに置かれ、ついでTフリツプフロツプ81
を切替え信号βが状態Hに置かれ、否定された切
替え信号を状態Lに置かれるように置く。βが
Hになつた後で、切替え信号がこの状態にとどま
る限り、TフリツプフロツプTR1からTR6までを
零に置くことが妨げられる。NORゲート11の
出力、すなわちTフリツプフロツプTR1からTR6
までのためのリセツト信号がβ=HのためにLの
状態にとどまるからである。切替え信号βがHの
状態にとどまる限り、二つの巻線を有するステツ
プモータの原理にしたがつて自己起動動作が絶え
間なく継続する。この時間中、自己起動段8の中
のNORゲートG34によつて与えられる周波数
信号f0は、切替え信号β=Hである領域内の時点
に依存していろいろな値をとる。いろいろな領域
1Z,2Z,3Zが供給された周波数信号fO1Z
fO3ZからTフリツプフロツプTR4ないしTR6および
ゲートG28ないしG34により発生される。出
力信号f0は領域1Zでたとえば16Hz、領域2Zで
32Hz、領域3Zで64Hzである。この領域の時間の
長さは待ち時間要素7の第1のTフリツプフロツ
プTR1に供給される周波数f3およびチエーンのT
フリツプフロツプTR1ないしTR6の数に依存する。
可変周波数f0を使つて次に接続された周波数逓減
段82および83の中で周波数f1またはf2が発生
される。それらは第4図にしたがつて信号f0の半
分の周波数または四分の一の周波数を有してい
る。周波数f1およびf2は切替え信号βまたは否定
された切替え信号と一緒になつて次に接続され
た制御論理回路9に与えられ、そこでNANDゲ
ートG16〜G25により切替え信号β=Hの領
域で、切替え要素3のスイツチS1ないしS8を
前述したスイツチS1〜S8のためのスイツチ表
が満されるように制御する。スイツチS1ないし
S8のためのスイツチオン論理は、結果としてモ
ータ2の巻線22および23のための第4図に示
されたパルス列を有している。その周波数はたと
えば領域1Zで4Hz、領域2Zで8Hz、領域3Z
で16Hzである。この自己起動制御は回転子の回転
数をたとえば毎秒0〜8回転に高める。2対の極
を有する回転子で16Hzの周波数を有するパルス列
は毎秒8回転の回転数を発生させるからである。
切替え時点は第4図の時間表示で自己起動動作の
導入についてはtNで、第1の領域1Zから第2の
領域2Zへの切替えについてはtPで、第2の領域
2Zから第3の領域3Zへの切替えについてはtR
で、自己起動動作から定格回転動作への切替えに
ついてはtSで示されている。 自己起動段8の第3のTフリツプフロツプTR6
の出力信号Sが第3の領域3Zの終りに状態Lに
置かれると、フリツプフロツプ81は切替え信号
βでLに否定された切替え信号でHに置かれ
る。このことはそれまでの自己起動動作の定格回
転動作への変化を意味する。定格回転動作では、
モータ2の第2の巻線23が制御コイルまたは
“ピツクアツプ”コイルとして作用し、その出力
信号が前記したように信号VおよびIとなる。定
格回転動作中は、スイツチS1からS8のための
スイツチオン表の中に示された論理が領域β=L
について有効である。 定格動作調節が、以下に第2図に示され且つ記
載された定格動作のための調節装置61および6
2と関連して以下に第5図の時間的な表示を使つ
て一層詳細に説明される。第5図には時間の関数
として上から下に順に下記の信号が示されてい
る。 (a) 自己起動段8によつて与えられる基準周波数
f2、 (b) こゝで制御巻線の役目をする第2の巻線23
から取り出される電圧UW1、 (c) 二つの比較器42の出力に発生するデジタル
化された電圧iおよびそれから導かれ、第2の
雑音および遅延段52の出力に発生し、信号i
に対して時間間隔△tだけずれている信号I (d) 定格動作調節装置61および62の出力に発
生する定格動作パルスH+ 0,H0 - (e) 定格動作において動作コイルの役目をする第
1の巻線22のための制御論理回路および切替
え要素を使つて形成された電圧曲線 それから、つぎの動作が生ずる: パルスのためのスイツチオン時間は、自己起動
段8によつて与えられる基準周波数f2と第2の雑
音除去および遅延段52によつて与えられる実際
の周波数(Iパルス)の間の位相のずれに依存す
る。そのようにして、定格動作パルスH0 -は基準
周波数f2の下降する腹で始まり、実際の周波数I
の上昇する腹で終る。このパルスは両方のDフリ
ツプフロツプDR1およびDR2と両NORゲートG1
2およびG13のすでに記載された結合により発
生される。この定格動作パルスH0はゲートG2
4およびG19を介して切替え要素の両スイツチ
S4,S8をスイツチオンする。第2の定格動作
パルスH0 +は基準周波数f2の上昇する腹で始まり
実際の周波数Iの下降する腹で終り、両Dフリツ
プフロツプDR3,DR4で、および両NORゲートG
14,G15により発生される。この定格動作パ
ルスH0 +は、定格回転動作では、制御論理回路の
両方のゲートG22およびG18を介して切替え
要素のスイツチS3,S7をスイツチオンする。
これらの二つのスイツチの対の交互のスイツチン
グによつて第4図に示された第1の巻線22に印
加される電圧が発生される。前述したように、動
作巻線22のためのパルスの幅は基準周波数f2
実際の周波数Iとの間の位相のずれによつて決定
され、他方動作巻線のためのパルスの位置は第2
の雑音除去および遅延段52のDフリツプフロツ
プの数に依存する時間遅れ△tによつて決定され
る。 回転子21が何らかの理由によつて自己起動動
作の終りに定格回転動作に必要な回転数に達しな
かつたときは、自己起動動作が繰り返される。第
1の雑音除去および遅延段51の出力信号Vは定
格回転数に達しなかつたときはさらに状態Lにと
どまるから、両方とも状態Lにある待ち時間要素
7および自己起動段8のそれぞれ第3のTフリツ
プフロツプTR3およびTR6の出力信号NおよびS
の結合が、ゲートG9の出力で両ゲートG10お
よびG11を介してTフリツプフロツプTR1ない
しTR6のためのリセツト信号となる信号を作り出
すようにし、そのようにして自己起動動作が繰り
返される。 第2図に示されているように、反作用モータ2
の二つの巻線22および23は相互の間に角△2
2,23を作つており、その角はつぎの方程式を
満足する。 △22、23=k・π/21 ここでk=1、3、5、1=(0…0.4)・π/2 たとえば、k=3、1=0.27とすると、角△2
2、23=221゜elとなり、それは複数の対の極を
有する回転子については約110゜の幾何学的なずれ
を意味する。 反作用モータ2の二つの分離した巻線22およ
び23を有する解の1変形が第6図に示されてい
る。それは両巻線22および23に対して3個の
接点を有する二つの巻線から成つている。この配
置では両巻線22および23の二つの巻線は一つ
に接続され、その結果、切替え要素3の二つのス
イツチおよび制御論理回路の対応するNANDゲ
ートは不用となる。このことは、第6図におい
て、二つのスイツチS2およびS4が一つにされ
てS2,4となり、二つのスイツチS5およびS
7が一つにされてS5,7となつていることによ
つて考慮されている。さらに、接点3を有する巻
線22の巻線の端は定格動作中常に電流供給源の
負極UB-に接続されており、このことはスイツチ
S5,7が閉じられたままになつていることによ
つて考慮されている。反作用モータ2の回転数の
検知およびデジタル化のために、巻線23の一方
の巻線の端は両比較器41および42の正の入力
に接続され、その負の入力は一方(比較器42)
では電流供給源負極UB-と接続され、他方(比較
器41)では基準電圧USに接続されている。 この装置の動作は第7図の信号の時間的な表示
と関連して次のようになる。 第7図には次のものが示されている。 (a) 巻線における電圧1および2 (b) 巻線の端における信号1,2および3 (c) 自己起動段の出力信号f1,f2およびf0 自己起動動作では第7図に示されているように
信号周波数f0が生じ、前記したように、それから
二つの他の周波数f1およびf2が発生される。すで
に前記したスイツチオン表にならつてこの簡単化
された変形についてもスイツチオン表が作られ
る。それは、共通のスイツチS2,4およびS
5,7が、自己起動動作では、両スイツチS2,
S4またはS5,S7の一方がスイツチオンされ
るときには常にスイツチオンされるという基準を
使つて、前述したものに対応する。 定格回転動作においては、両巻線22および2
3の共通の接点3は閉じられたスイツチS5,7
によつて常に電流供給源の負極UB-に接続されて
いる。第2の巻線23の接点1は開かれたスイツ
チS1およびS6によつて比較器41および42
の正の入力と常に比較されている。この配置にお
いては、スイツチS3は定格回転調節装置62に
よつて与えられる定格回転信号H0 +と同期してス
イツチオンおよびオフされる。第2の定格回転信
号H0 -はこの変形においてはもはや使用されな
い。第1の巻線22がもはや極回転できないから
である。 この変形を使用すれば、4個の巻線接点の代り
に3個の接点だけ、8個のスイツチの代りに6個
のスイツチだけ、基準電圧発生のための3個の抵
抗の代りに2個の抵抗だけ、また自由回転のため
に8個のダイオードの代りに6個のダイオードだ
けが必要となることによつて簡単化が生じる。 第8図には永久磁石によつて形成される極を有
する回転子21と、2個の巻線22,23を有す
る詳細には示されていない固定子を有する反作用
モータ2が図式的に示されている。二つの巻線2
2,23のうちの一方がパルスを受けると、回転
子21は極の対数および周波数に対応する回転数
に上げられる。回転子21の回転は、たとえば時
計のような時間保持装置の中での使用のために
は、シヤフトおよびギヤ装置を介して表示システ
ムに伝達され、その表示システムはたとえば複数
の針と1個の文字盤を使つてアナログ表示を可能
にする。 回転数nしたがつて実際の周波数の検知のため
には、固定子の制御巻線23が回転数調節のため
の回転数に比例する電圧Uoを与えるためのセン
サ巻線の役目をする。この制御巻線23は動作巻
線22と同様に回転子21の磁極の磁力線の作用
領域内にある。回転子21が回転すると、軸の磁
力線は周期的にセンサ巻線23を切り、そのこと
によつて巻線の端に回転子21の回転数nしたが
つて実際の周波数に比例する正弦状の零通過を有
する電圧、いわゆるセンサ信号が発生する。この
回転数に比例する電圧Uoは、比較電圧USと一緒
に比較要素4の入力に印加され、そこでセンサ信
号は回転数調節のための矩形パルスに変換され
る。その矩形パルスの垂直な腹は一定の比較電圧
USとの交点にある。実際の周波数に対応する比
較要素4の実質上矩形の出力信号iは次に接続さ
れた雑音除去要素521の入力に印加され、その
要素521はさらに第1のクロツク周波数f1も受
ける。クロツク周波数f1で走査される部分チエー
ンの形に構成された雑音除去要素4は、実際の周
波数の有効信号ではない誤つた信号を除去しなけ
ればならない。この雑音除去要素521は、雑音
除去された信号i1を第2のクロツク周波数で走査
される位相比較器6にも第3のクロツク周波数f3
で走査される遅延要素522にも与える。位相比
較器6には他の一つの入力に位相比較のために必
要な基準周波数fsが供給される。位相比較器6の
出力には、反作用モータ2の加速および減速のた
めのパルス列それぞれQ1およびQ3が発生す
る。 遅延要素522もまた第3のクロツク周波数f3
で走査される部分チエーンの形に構成され、その
出力に雑音除去された実際の周波数信号i1に対し
て遅延させられた信号Iおよびを与える。遅延
要素522または位相比較器6の出力信号I,
I;Q1,Q3は結合論理回路10の入力に印加さ
れ、その回路はゲート回路を使つて与えられた信
号の論理的結合によつて出力にパルス列を与え
る。そのパルス列は同様に一定数のゲートで構成
することができる次に接続された制御論理回路9
を通じて切替え段3と接続され、その切替え段3
には電源電圧 - +UBも反作用モータ2の制御およ
び動作巻線22,23も接続されている。切替え
段3は、制御論理回路9の出力に発生するパルス
列Toによつて制御され、反作用モータ2の巻線
22,23を電圧源+UB,−UBのいずれかの極に
接続する。 装置全体に発振水晶1および周波数分割器11
を有する発生器が附属しており、そこに周波数
fS,f1,f3を有する矩形パルスが発生し、それが
クロツク周波数として前記された構成部分に供給
される。 以下に、第1図による装置したがつて本発明に
よる方法の動作を第9図の個々の信号の時間的な
表示を使つて記載される。 第9図aおよび第9図bに示された正弦状電圧
は、制御巻線および動作巻線における互いに90゜
だけ電気的にずらされた電圧U23およびU22をそ
れぞれ表わす。比較要素4により、設定された基
準電圧USを使つて矩形の出力電圧iが発生され
る(第9図c)。この場合回転子21したがつて
制御巻線電圧U23の正しい回転方向は実線で示さ
れ、正しい回転方向とは反対の回転方向は一点鎖
線で表わされた。比較要素4のこの矩形の出力信
号iは雑音除去段521を使つて雑音信号を除か
れ、信号i1として次に接続された遅延要素522
に供給される。その遅延要素522の出力信号が
第9図dに示されている。この信号は実際の周波
数の信号iの上昇または下降する腹に対して時間
△tだけ遅延させられている。第9図eには、正
しい回転方向とは反対の回転方向のためのこの時
間△tだけ遅延させられた信号が信号I*として示
されている。 第9図fは矩形の基準周波数fSを示す。その周
波数は時計の時間基準に対応する。この時間表示
から読み取られるように、正しい回転方向では、
時点t2における実際の周波数信号iの上昇の腹の
前の時点t1に基準周波数fSの上昇する腹が現われ
る。時点t1とt2との間のすなわち負の半波領域で
基準周波数f3の上昇する腹で始まり、実際の周波
数信号iの上昇する腹で終り、正の半波領域で基
準周波数信号f2の下降する腹で始まり、実際の周
波数信号iの下降する腹で終るこの時間領域にお
いては、動作巻線22に加速パルスが与えられ
る。第9図gにパルスAおよびBとして示されて
いるこの加速パルスは、しかしながら、負の半波
領域において遅延させられた信号I=lowのとき
かまたは正の半波領域において遅延させられた実
際の周波数信号I=highのときのみ動作巻線22
に与えられる。基準周波数信号fSおよび実際の周
波数信号iの上昇する、または下降する腹の間に
ある時間領域内に遅延させられた実際の周波数信
号Iが上昇または下降するときは、加速パルスA
またはBは遅延させられた実際の周波数信号Iの
上昇する、または下降する腹に対応して下降す
る。 実際の周波数信号iが基準周波数信号fSよりも
進んでいるときは、すなわち時点t4における基準
周波数信号fSの上昇する腹の前の時点t3に実際の
周波数信号iの上昇する腹が現われるときは、反
作用モータ2の回転子21は動作巻線22の短絡
によつて制動される。この動作巻線22の短絡は
実際の周波数信号iの上昇する腹で起り、基準周
波数信号fSの上昇する腹で終り(領域C)、およ
び/または実際の周波数信号iの下降する腹およ
び基準周波数信号fsの下降する腹fsで起る(領域
D)。 第9図hおよびiの時間表示には、正しい回転
方向とは反対の回転子21の回転方向における関
係が示されている。一層良く理解できるようにす
るために、右から左に向かう、すなわち記入され
た矢印の方向の基準周波数信号fsの推移のみが見
られなければならない。正しい回転方向に対する
基準周波数信号fsの状態は変らないから、基準周
波数信号fsが実際の周波数信号iの前にある領域
においては、第9図eに示されている、反対の回
転方向のための遅延された実際の周波数信号I*
の結合によつて領域EおよびF(第9図i)にパ
ルスが発生され、そのパルスは加速パルスとして
現われるが、回転子21を制動する。それらは正
しい回転方向においてのみ加速するからである。
この作用は、実際の周波数信号iが制御パルスと
して使用され、遅延された実際の周波数信号I*
領域によつて制限されることによつて達成され
る。 次いで、実際の周波数信号iが基準周波数信号
fSの前に現われると、動作巻線22の短絡によつ
て制動パルスGおよびHが発生させられ、それら
は同様に回転子21を制動し、その結果正しい回
転方向とは反対の回転方向はもはや可能ではな
い。 第10図に示された、自己起動モータを有する
実施例のブロツク回路線図は、永久磁石で形成さ
れた極を有する回転子と、二つの巻線22および
23を有する詳細には示されていない固定子とを
含む反作用モータ2を示す。第1図による装置に
類似して、回転数nの検知のためおよび回転数調
節または自己起動動作の導入のための基準とし
て、回転数に比例する電圧Uoを与えるために、
制御巻線23が比較要素と接続されている。比較
要素には二つの比較電圧UrおよびUSが印加され
ており、それらが制御巻線から読み出された正弦
波信号を回転数調節のためまたは自己起動動作の
導入のための二つの矩形パルスに変換する。矩形
信号の垂直な腹は一定の比較電圧UrおよびUS
の交点にある。比較要素4の実質上矩形の出力信
号vおよびiは出力信号vのための次に接続され
た雑音除去および遅延要素51または信号のため
の雑音除去要素521の入力に印加される。出力
信号vのための雑音除去および遅延要素51はク
ロツク周波数f5を受け、他方出力信号iのための
雑音除去要素521にはクロツク周波数f1が印加
される。雑音除去された出力信号iは実際の周波
数信号i1として次に接続された位相比較器6にも
遅延要素522にも与えられる。 遅延要素522は第3のクロツク周波数f3を受
け、その出力に、雑音除去され遅延させられた実
際の周波数信号Iまたは否定された信号を与え
る。出力信号vおよびiのための雑音除去および
遅延要素51,521,522は、この実施例に
おいては、一点鎖線で示すように共通の雑音除去
および遅延要素5に一つにまとめられている。 位相比較器6は、雑音除去された実際の周波数
信号i1に加えて、第2のクロツク周波数f2と位相
比較に必要な基準周波数信号fSおよび切替え信号
βを受ける。遅延要素522と位相比較器6の出
力および切替え信号は結合要素10の入力と接
続され、その要素10がその出力ですでに記載さ
れた方法で制動または加速信号を制御論理回路9
に与える。 自己起動段8には、雑音除去および遅延段51
から与えられる雑音除去され遅延させられた自己
起動信号Vのほかに、付加的に単数または複数の
互いに異なつた周波数信号fONZと予め与えること
ができる信号Nとが与えられる。予め与えること
ができる信号Nは待ち時間要素7の中で発生させ
られる。待ち時間要素7は、単数または複数の遅
延段から成り、第4のクロツク周波数f4が与えら
れる。待ち時間要素7のすべての遅延段のリセツ
ト入力は同期して同様に与えられ、雑音除去され
遅延させられた自己起動信号Vおよび切替え信号
βに依存してもとにもどされる。 自己起動段8からは、切替え信号βまたは否定
された切替え信号のほかに、二つのパルス列
F11およびF22が結合論理回路10の出力
信号と一緒に次に接続された制御論理回路に供給
される。制御論理回路の出力では、電圧源+UB
−UBとも反作用モータ2の巻線22および23
とも接続されている、次に接続された切替え段3
のスイツチの制御のためパルス列To,Soが現わ
れる。切替え段3は、その際、反作用モータ2の
動作巻線22または自己起動動作においては反作
用モータの動作巻線22も制御巻線23も電圧源
のいずれかの極+UBまたは−UBと接続する。 第8図による装置に類似してこの装置にもま
た、発振水晶1と周波数分割器11を有する発生
器が付属しており、その発生器でクロツク信号f1
〜f5と周波数fONZを有する矩形パルスおよび基準
周波数信号のための周波数fSが発生し、それらは
前述した場所で装置の対応する構成部分に供給さ
れる。 制御および調節回路装置の第11図から読み取
られる詳細な表示は一点鎖線で囲まれた中に第2
図に示された諸要素を示す。 比較要素4は二つの比較器41および42を含
んでおり、それらの正の入力は制御巻線23の一
端に接続されている。第1の比較器41の負の入
力は一方の基準電圧USに接続されているのに反
して、第2の比較器42の負の入力は他方の基準
電圧Urおよび制御巻線23の他方の巻線の端に
接続されている。基準電圧UrまたはUSは抵抗R1
ないしR3を有する抵抗分割器から取り出される。 出力信号vおよびiを有する両方の比較器41
および42の出力は別個に雑音除去および遅延段
51または雑音除去段521に導かれる。雑音除
去および遅延段51は4個の直列に接続された拍
子を合わされたフリツプフロツプD1〜D4を含ん
でおり、そのクロツク入力Ckは同期してこの場
合には256Hzの周波数の固定することができる第
5のクロツク周波数f5を受ける。第1の拍子を合
わされたフリツプフロツプD1の入力は第1の比
較器41の出力と接続されている。拍子を合わさ
れたフリツプフロツプD1〜D3の出力Qはそれぞ
れ次に接続されたフリツプフロツプD2〜D4の入
力と接続されている。最後のフリツプフロツプ
D4の出力は次に接続された第1のNANDゲート
G24の入力にかけられ、そのゲートG24の他
方の入力にはそれぞれ第1の拍子を合わされたフ
リツプフロツプD1の出力が接続されている。第
2のNANDゲートG26の入力には、第1のま
たは最後の拍子を合わされたフリツプフロツプ
D1またはD4の否定された出力が接続されてい
る。 雑音除去要素521は3個の直列に接続され
た、拍子を合わされたフリツプフロツプD5〜D7
を含んでおり、そのクロツク入力Ckは同期して、
この場合には1024Hzの周波数の第1のクロツク周
波数f1を受ける。雑音除去および遅延段51に対
応して第1の拍子を合わされたフリツプフロツプ
D5の入力は第2の比較器42の出力したがつて
実際の周波数信号iと接続されている。拍子を合
わされたフリツプフロツプD5およびD6の出力Q
はそれぞれ次に続く拍子を合わされたフリツプフ
ロツプD6またはD7の入力に接続されている。最
後のフリツプフロツプD7の出力は次に接続され
た第1のNANDゲートG28の入力にかけられ、
そのゲートG28の他方の入力には第1の拍子を
合わされたフリツプフロツプD5の出力が接続さ
れている。第2のNANDゲートG30の入力に
は第1および最後の拍子を合わされたフリツプフ
ロツプD5およびD7の否定された出力が接続さ
れている。 雑音除去された実際の周波数信号i1のための遅
延要素522は雑音除去および遅延段51に類似
して構成されており、拍子を合わされたフリツプ
フロツプD8〜D11を含んでいる。それらのクロツ
ク入力Ckは同期してこの場合には256Hzの周波数
の第3のクロツク周波数f3を受ける。3個の要素
51,521,522のすべてにはつぎの装置が
共通している。二つの第1のNANDゲートG2
4,G26;G28,G30;G35,G36の
出力は第3または第4のNANDゲートG25,
G27;G29,G31;G37,G38の入力
に印加され、それらの他方の入力はそれぞれ他方
のNANDゲートG25またはG27,G29ま
たはG31,G37またはG38の出力にそれぞ
れ接続されている。NANDゲートG25の出力
信号と同じものである、雑音除去および遅延段5
1の出力信号は次に接続された自己起動段8の入
力に接続されている。前記したように、NAND
ゲートG29の出力信号と同じものである雑音除
去された実際の周波数信号i1は位相比較器6の入
力にも、遅延段522の入力にも接続されてい
る。NANDゲートG37およびG38によつて
与えられる両方の雑音除去され遅延させられた出
力信号Iおよびは後に接続された結合論理回路
10の入力にかけられている。 位相比較器6は2個の拍子を合わされたフリツ
プフロツプD14,D15を含んでおり、それらのク
ロツク入力Ckは4096Hzの第2のクロツク周波数fS
を受ける。第1の拍子を合わされたフリツプフロ
ツプD14の入力は例えば16Hzの基準周波数信号fS
を受け、他方第2の拍子を合わされたフリツプフ
ロツプD15の入力には雑音除去された実際の周波
数信号i1が印加される。両方の拍子を合わされた
フリツプフロツプD14およびD15の出力Qはそれ
ぞれ1個の次に接続された排他的ORゲートG3
9およびG40の一方の入力に印加され、それら
の他方の入力は基準周波数信号fSまたは雑音除去
された実際の周波数信号i1を受ける。両方の排他
的ORゲートG39,G40の出力はそれぞれ1
個の次に接続されたNANDゲートG41または
G42の一方の入力、およびインバータG43ま
たはG44を通じてそれぞれ他のNANDゲート
G42またはG41の他方の入力に接続されてい
る。これらの両方のNANDゲートG41および
G42の出力は、インバータG45を通じて導か
れる第2のクロツク周波数f2および切替え信号β
と一緒にシフトレジスタに供給される。このシフ
トレジスタは3個のJ/KフリツプフロツプJ1
〜J3および4個のORゲートG46,G48,
G49,G51、および2個のその他のインバー
タG47およびG50を含んでいる。J/Kフリ
ツプフロツプJ1〜J3のセツト入力Sは切替え
信号βを受け、他方フリツプフロツプのクロツク
入力Ckは反転されたクロツク周波数f2に接続され
ている。J/KフリツプフロツプJ1〜J3のJ
入力はORゲートG46,G48の出力またはイ
ンバータG50の出力に接続されている。両方の
ORゲートG46およびG48およびインバータ
G50は第1のNANDゲートG41の出力に接
続されている。ORゲートG46およびG48の
両方の他方の入力は第2のJ/Kフリツプフロツ
プJ2または第1のJ/KフリツプフロツプJ1
の否定された出力に接続されている。サイクリ
ツクに交換して、3個のJ/Kフリツプフロツプ
J1〜J3のK入力はインバータG47または2
重ORゲートG49またはG51の出力と接続さ
れている。両方のORゲートG49およびG51
の各1個の入力およびインバータG47の入力は
第2のNANDゲートG42の出力に接続されて
いる。ORゲートG49およびG50の両方の他
方の入力は第2または第3のJ/Kフリツプフロ
ツプJ2およびJ3の出力Qと接続されている。
それ以降の信号処理のために、第1または第3の
J/Kフリツプフロツプの出力Q1およびQ3は結
合論理回路10に供給される。 次に位相比較器6の動作を簡単に説明する。 両方の拍子を合わされたフリツプフロツプD14
およびD15およびANDゲートG39,G40およ
びインバータG43,G44とNANDゲートG
41およびG42を使つて、二つのパルス列が互
いに比較される。一方のパルス列は基準周波数信
号fSから導かれ、他方のパルス列は雑音除去され
た実際の周波数信号iから導かれている。両方の
周波数fSおよびi1は通常の場合互いに位相がずれ
ているから、両方の周波数の間の位相のずれに依
存して信号が発生させられ、その信号が第3回の
時間表示に対応して反作用モータ2の回転子の加
速または減速となる。シフトレジスタは、この実
施例においては、基準周波数信号と実際の周波数
信号fSとi1の間の位相のずれを導入される自己起
動動作にしたがつて記憶しておくために必要であ
る。シフトレジスタの代りに、勿論、アツプダウ
ン計数器もまた使用することができる。シフトレ
ジスタの中のJ/Kフリツプフロツプの数は、シ
フトレジスタから回転数調節に与えられる信号
Q1およびQ3が3よりも多くのJ/Kフリツプフ
ロツプを含んでいるチエーンの出力に現われるよ
うに、この実施例で選ばれた数3からnに大きく
することができる増加したJ/Kフリツプフロツ
プを用いれば、実際の周波数信号の位置に対する
基準周波数信号の位置のためのシフトレジスタの
記憶容量は大きくなる。遅延段522または位相
比較器6の出力信号I,およびQ1,Q3および
否定された切替え信号とそれぞれ前に接続され
たNANDゲートの出力は、下記に述べたのと対
応して結合論理回路10のNANDゲートの入力
に接続される。 (a) ゲートG52:信号およびQ3 (b) ゲートG56:信号IおよびQ3 (c) ゲートG53:ゲートG52の出力信号およ
び信号Q (d) ゲートG57:ゲートG56の出力信号およ
び信号Q1 (e) ゲートG60:信号、信号Q3、切替え信
号 (f) ゲートG54:ゲートG53の出力信号およ
び切替え信号 (g) ゲートG61:信号Q3、信号Iおよび切替
え信号 (h) ゲートG58:ゲートG57の出力信号およ
び切替え信号β 自己起動段8の出力信号β,F11およびF2
2および結合論理回路10の出力信号は次に接
続された制御論理回路9の中で10個のNANDゲ
ートを使つて論理的に一つに結合される。第1の
NANDゲートG6の入力には、信号F2,F1およ
び切替え信号βが接続される。第2のNANDゲ
ートG7にも同様に切替え信号βおよびF1およ
2が接続される。第3のNANDゲートG9は
信号21および切替え信号βを受け、その切
替え信号βは同様に信号F1およびF2と一諸に第
4のNANDゲートG11に供給される。両方の
第1のNANDゲートG6およびG7の出力信号
は、二つのインバータG2およびG3を通じて次
に接続された回路段3に与えられる。第3の
NANDゲートG9の出力信号は、2重の次に接
続されたNANDゲートG59およびG63のそ
れぞれ一方の入力に印加され、その他方の入力は
結合論理回路のNANDゲートG61およびG5
8の出力信号と接続されている。NANDゲート
G11の出力信号は2重のそれに続くNANDゲ
ートG55およびG62の入力に印加され、その
他方の入力は結合論理回路10のNANDゲート
G60およびG54の両方の出力信号と接続され
ている。 制御論理回路9の出力T5,T6またはS3,
S4,S7およびS8は、切替え段3の8個のス
イツチS1〜S8の制御の役目をし、その切替え
接点はサイクリツクに交換して、それぞれ正また
は負のバツテリー接点+UBおよび−UBおよび反
作用モータ2の自己起動動作においては、制御お
よび動作巻線22または23、または調節動作に
おいては動作巻線22のいずれか一方の巻線の端
に接続されている。その際、出力信号T5,T6
またはS3,S4,S7またはS8がそれぞれ二
つのスイツチを制御し、それらはバツテリーのい
ずれか一方の極および二つの巻線の一方22また
は23のいずれか一方の巻線の端に接続されてい
る。制御段に配置されたダイオードD1〜D8が、
巻線22および23に供給される磁気エネルギー
がスイツチS1〜S8をスイツチオフした後に、
電力を供給したバツテリーにもどされるように両
方の巻線22および23に並列に接続されてい
る。 モータ回転子21の回転は、詳細には示されて
いないシヤフトを介してギヤ装置に、さらにそれ
から他の一つのシヤフトを介して表示システムに
伝達される。その表示システムはたとえば複数の
針と1個の文字盤を使つたアナログ表示を可能に
する。 この実施例における本発明による方法および本
発明による装置の動作方法を以下に簡単に説明す
る。 反作用モータ2の回転子が回転すると、極Nお
よびSの磁力線が周期的に制御巻線23の磁力線
を切り、そのことによつて零通過を有する正弦状
の電圧いわゆるセンサ信号が発生させられる。パ
ルス成形器とも呼ぶことができる、2個の比較器
41および42の中での基準電圧U r およびUS
の比較によつて、センサ信号は矩形パルスに変換
され、その垂直な腹はセンサ信号は基準電圧Ur
およびUsとの交点にある。 センサ信号がその時々の基準電圧UrまたはUs
よりも大きい領域においては矩形信号vまたはi
が与えられる。比較器41および42は、したが
つて、両方の比較器41および42の出力におけ
る出力信号vおよびiが実質上矩形であるように
デジタル化する。信号vは、センサ信号が基準電
圧Usよりも大きいときにのみ、H(高電位)であ
る。したがつて、たとえば、いつ回転子の回転数
が基準電圧Usに対応する回転数以下に低下する
かを知ることができる。しかしながら、基準電圧
Usは高められた雑音レベル間隔としても役立ち、
その結果基準電圧Usよりも小さい、制御巻線2
3の中の場合によつてある雑音は第1の比較器4
1の出力における出力信号vの中に現われない。
比較器41および42のデジタル化された出力信
号vおよびiは、次に接続された雑音除去および
遅延段51または次に接続された雑音除去段52
1の入力に与えられる。それらの段は遅延段に基
づいて動作しており、その際雑音除去段521の
遅延はそれにかかつている高いクロツク周波数の
故に無視できる程小さい。時間間隔△tよりも長
く続く状態(L)(H)についてのみ、関係している雑音
除去および遅延段または雑音除去段の後に記号の
中に交替が現われ、そのようにして、以上述べた
時間間隔△tよりも短かい、両方の比較器41お
よび42の出力信号の中のL−H−LまたはH−
L−Hの形の雑音パルスピークは関係している雑
音除去および遅延要素51または雑音除去要素5
21を通してそれ以上は導かれない。そこで雑音
除去および遅延段51の出力信号Vはつぎの機能
を満足する。反作用モータ2の回転子21の回転
数が一定の限界以下に低下し、雑音除去および遅
延段51の出力信号Vが一定の時間間隔内にもは
やH(高電位)にならないときは、この期間待ち
要素7および自己起動段8のTフリツプフロツプ
TR1からTR4までのリセツト入力RはL(低電位)
にとどまる。その際、切替え信号βが通常の動作
で先行する状態で(L)であり、待ち要素7または自
己起動段8の第3のTフリツプフロツプTR5の両
方の出力信号の少なくとも一方NまたはSが状態
(H)であつたことが仮定される。例えば反作用モー
タ2の回転子21がもはや動かず、信号が一定の
時間間隔中状態(L)にとどまると、待ち時間要素7
の第2のTフリツプフロツプTR2の出力Nは状態
(L)に置かれ、ついでNANDゲートG14および
G15を、切替え信号βが状態(H)に、否定された
切替え信号が状態(L)に置かれるようにする。β
がHになつた後では、切替え信号βがその状態に
とどまる限り、TフリツプフロツプTR1〜TR5
零に置くことが妨げられる。NORゲートG34
の出力、すなわちTフリツプフロツプTR1〜TR4
のためのリセツト信号がβ=Hの故に状態(L)にと
どまるからである。切替え信号βが状態(H)にとど
まる限り、二つの巻線を持つたステツプモータの
原理による自己起動動作が続く。この期間中自己
起動8の中のNORゲートG16によつて与えら
れる周波数信号F0は、切替え信号β=Hである
領域の中の時点に依存していろいろの値をとる。
そのいろいろの値はTフリツプフロツプTR3
TR5とゲートG19,G20およびインバータG
22およびG23により16および32Hzの供給され
た周波数信号から発生させられる。そのようにし
て、出力信号F0は第1の領域で例えば16Hz、第
2の領域で32Hzである。この領域の時間の長さ
は、待ち時間要素7の第1のTフリツプフロツプ
TR1に供給されるクロツク周波数および全体のチ
エーンTR1〜TR5のTフリツプフロツプの数に依
存する。可変周波数F0を使つて、次に接続され
た周波数逓減段D12およびD13の中で周波数
列F1またはF2が発生させられる。それらは信号
F0の半分の周波数または四分の一の周波数を有
する。周波数信号F1およびF2は、切替え信号β
と一緒に次に接続された制御論理回路9に与えら
れ、それらはそこでNANDゲートにより切替え
信号β=Hの領域で、前述した条件が満足される
ように切替え要素3の中のスイツチS1〜S8を
制御する。このようにして、反作用モータ2の巻
線22および23は、一定の領域で、自己起動動
作の段々上昇する周波数を受ける。この自己起動
制御は回転子21の回転数をたとえば毎秒0から
8回転に高める。2対の極を持つた回転子で16Hz
の周波数を有するパルス列は毎秒8回転の回転数
を発生させるからである。その際、一つの周波数
から他の周波数への自己起動段の中の切替え時点
は任意に決定することができる。 最後の領域の終りに自己起動段の第3のTフリ
ツプフロツプTR5の出力信号Sが状態(L)となる
と、切替え信号βはLに、否定された切替え信号
βはHに跳び移り、そのことは反作用モータ2の
それまでの自己起動動作の回転数調節動作への変
化を意味する。回転数調節動作においては、モー
タ2の制御巻線23は、出力信号が前記したよう
に信号VおよびIとなる、いわゆる“ピツクアツ
プ”コイルの役目をする。否定された切替え信号
βは、自己起動動作が終了した後では状態(H)に跳
び移らされるから、結合論理回路10の出力は有
効に接続され、前に詳述したような回転数調節動
作が前記したように、反作用モータの回転数の一
定性を調節することができる。 自己起動動作中切替え信号βは状態(H)にあり、
したがつて、シフトレジスタのJ/Kフリツプフ
ロツプを高い電位に置く。HからLへのまたはL
からHへの各基準周波数信号の交替は、基準周波
数信号の上昇または下降する腹に対応して、シフ
トレジスタの中のその後の計数ステツプを起すよ
うに作用し、各実際の周波数信号の交替すなわち
実際の周波数信号の上昇または下降する腹はシフ
トレジスタまたはアツプダウン計数器の中の戻り
の計数ステツプを与える。位相比較器6の出力
Q3が状態(H)に置かれると、動作巻線22は以下
のようにバツテリーの正または負極- +UBに接続さ
れる。 雑音除去され遅延させられた実際の周波数信号
Iが状態(H)にあると、動作巻線22の巻線端子2
はバツテリーの正極にまた動作巻線22の巻線端
子32はバツテリーUBの負極に接続される。 雑音除去され遅延させられた実際の周波数信号
Iが状態(L)にあると、動作巻線22の巻線端子2
はバツテリーの負極にまた巻線端子32はバツテ
リーUBの正極に接続される。 それに反して、位相比較器6の出力Q1が状態
Lにあると、たとえば巻線端子2と巻線端子32
がバツテリーUBの負極に接続されるようにして
動作巻線22は短絡される。 回転子21が何らかの理由によつて自己起動動
作の終りに回転数調節動作に必要な回転数に達し
なかつたときは自己起動動作が繰り返される。雑
音除去および遅延段51の出力信号Vは、定格回
転数に達していないときはさらに状態Lにとどま
るので、両方とも状態Lにある待ち時間要素7お
よび自己起動段8の第3のTフリツプフロツプ
TR5の出力信号NおよびGの結合が、二つの次に
接続されたゲートG33およびG34を介してT
フリツプフロツプチエーンTR1〜TR4のためのリ
セツト信号となる信号のためのゲートG32の出
力で自己起動動作が繰り返すことができるように
する。 第12図には、x個のフリツプフロツプから成
るシフトレジスタが図式的に示されている。第1
1図に示され、自己起動をもつた反作用モータの
ための制御および調節装置の詳述された回路図は
位相比較器6の中に3個のJ/Kフリツプフロツ
プから成るシフトレジスタを持つている。シフト
レジスタの中のJ/Kフリツプフロツプの数は、
x個のJ/Kフリツプフロツプを含む一つのチエ
ーンの中にいろいろの制御信号QA,QB,QCが現
われるようにx個に増すことができる。そのこと
によつて、実際の値の信号の前または後の基準値
の信号の位置のための記憶容量が増大させられ、
失なわれようとするパルスと回収する全装置の能
力が改善される。第5図に示されたシフトレジス
タは、それ故基準値および実際の値の信号が供給
されるx個のフリツプフロツプを含んでおり、そ
の際最初のm個のフリツプフロツプは制動パルス
の貯蔵と付与、m+1からn−1までのフリツプ
フロツプは待ちパルスの貯蔵、nからxまでのフ
リツプフロツプは、巻線にかかつている電圧の正
極性の位置における加速パルスの貯蔵および付
与、pからxまでのフリツプフロツプは動作巻線
にかかつている電圧の負の極性においてもまた附
加的な加速パルスの貯蔵および付与の役目をす
る。出力パルスQA,QB,QCは実施例においては
チエーンのm番目、n番目、p番目のフリツプフ
ロツプから取り出される。 HからLへのまたはLからHへの各基準値の交
替はx番目のフリツプフロツプへの方向のフリツ
プフロツプのチエーンの中でその他の1ステツプ
を与え、HからLへのまたはLからHへの各実際
の値の交替は、第1のフリツプフロツプへの方向
のフリツプフロツプのチエーンの中でその他の1
ステツプを与える。そのようにして、減速および
加速パルスを付与するための調節感度を、正の極
性においても負の極性においても任意に自由に設
定することができる。 自己起動をもつた反作用モータのための制御お
よび調節装置の第13図に示され詳述された回路
図は第4図による詳述された回路に深く対応して
いる。その結果、反作用モータ2、切替え段3、
比較要素4、雑音除去および遅延要素および制御
論理回路9は詳しくは番号を付してない。位相比
較器6、自己起動段8および結合要素10の中の
第4図による回路とは異なつている部分を以下に
詳細に説明する。 位相比較器6は二つの拍子を合わされたフリツ
プフロツプD14,D15を含んでおり、そのクロツ
ク入力Ckは4096Hzの第2のクロツク周波数を受
ける。第1の拍子を合わされたフリツプフロツプ
D14の入力は例えば16Hzの基準周波数信号fsを受
け、他方第2の拍子を合わされたフリツプフロツ
プD15の出力には雑音除去された実際の周波数信
号i1が印加される。両方の拍子を合わされたフリ
ツプフロツプD14およびD15の出力Qはそれぞれ
1個の次に接続された排他的ORゲートG39お
よびG40の一方の入力に印加され、それらの他
方の入力は基準周波数信号fsまたは雑音除去され
た実際の周波数i1を受ける。両方の排他的ORゲ
ートG39およびG40の入力はそれぞれ1個の
次に接続されたNANDゲートG41またはG4
2の一方の入力に接続され、それぞれ1個のイン
バータG43またはG44を通じてそれぞれ他方
のNANDゲートG42またはG41の他方の入
力に接続されている。これらの両方のNANDゲ
ートG41およびG42の出力はインバータG4
5を通じて導かれる第2のクロツク周波数f2およ
び切替え信号と一緒に、6個のJ/Kフリツプフ
ロツプJ1〜J6および10個のORゲートG70
〜G79および2個のその他のインバータG80
およびG81を含むシフトレジスタに供給され
る。J/KフリツプフロツプJ1〜J6のセツト
入力Sは切替え信号βを受け、他方フリツプフロ
ツプJ1〜J6のクロツク入力Ckは反転させら
れたクロツク周波数f2に接続されている。第1の
J/KフリツプフロツプJ1のJ入力はインバー
タG81の出力に接続され、第2から第6までの
J/KフリツプフロツプJ2〜J6のJ入力OR
ゲートG70〜G74の出力に接続されている。
最初の5個のJ/KフリツプフロツプのK入力は
その他のORゲートG75〜G79の出力に接続
され、第6のJ/KフリツプフロツプJ6のK入
力はその他のインバータG80の出力に接続され
ている。出力側でJ入力と接続されたORゲート
G70〜G74の入力および一方のインバータG
81の入力は第1のNANDゲートG41の出力
に接続されているのに反して、K入力と接続され
ているORゲートG75〜G79の一方の入力お
よびその他のインバータG80の入力は第2の
NANDゲートG42の出力と接続されている。
J/KフリツプフロツプのJ入力と接続されてい
るG70〜G74のその他の入力はそれぞれ先行
して置かれているJ/KフリツプフロツプJ1〜
J5の否定された出力に接続されている。J/K
フリツプフロツプJ1〜J5のK入力と接続され
ているORゲートG75〜G79のその他の入力
はそれぞれ後に接続されているJ/Kフリツプフ
ロツプJ2〜J6の出力Qに接続されている。第
3、第4および第5のJ/KフリツプフロツプJ
3〜J5の出力Qでは、対応する減速または加速
パルスQA,QB、およびQCが後に接続された結合
論理回路10に与えられる。 結合論理回路10の8個のNANDゲートを使
つて、遅延段522または位相比較器6の出力信
号I,およびQA,QBおよびQCおよび否定され
た切替え信号はそれぞれ先行しているNAND
ゲートの出力とつぎのように結合されている。 (a) ゲートG52:信号およびQC (b) ゲートG56:信号QBおよびI (c) ゲートG53:ゲートG52の出力信号およ
び信号QA (d) ゲートG57:ゲートG56の出力信号およ
び信号QA (e) ゲートG60:切替え信号β、信号、、お
よび信号QC (f) ゲートG54:ゲートG53の出力信号およ
び切替え信号 (g) ゲートG61:切替え信号β、信号QBおよ
びI (h) ゲートG58:ゲートG57の出力信号およ
び切替え信号 自己起動段8は、この実施例においては、雑音
除去および遅延段51によつて与えられる雑音除
去され遅延させられた自己起動信号Vのほかに、
たゞ一つのその他の周波数信号、すなわち待ち時
間要素7のクロツク信号が与えられる。待ち時間
要素7の両方の遅延段TR1およびTR2および
自己起動段8のTフリツプフロツプTR3〜TR5
リセツト入力は同期して、同様に与えられる雑音
除去され遅延させられた自己起動信号V、および
自己起動段8によつて与えられる切替え信号βに
依存してもとにもどされる。 自己起動段8は、この実施例においては、3個
のTフリツプフロツプTR3〜TR5から成つており、
その入力は先行するフリツプフロツプの出力Qま
たは待ち時間要素7の出力信号を受ける。第4図
による実施例に対応して、最後のTフリツプフロ
ツプTR5の出力は、周波数信号と一緒にNANDゲ
ートにかけられ、そのNANDゲートの出力信号
は、第3のTフリツプフロツプの出力信号と一緒
に公知の方法に二つの互に接続されている
NANDゲートから成つている、2位相の間で変
化する段の入力に印加される。この2位相の間で
変化する段の出力には、切替え信号βまたは否定
された切替え信号が発生する。待ち時間要素7
および自己起動段8のTフリツプフロツプのため
のリセツト信号の発生は第11図による回路に類
似して行なわれる。いろいろの周波数信号を予め
与えるためには、この実施例においては、例えば
16Hzの与えられたクロツク周波数を8Hzまたは4
Hzに分割し、したがつて周波数信号F11およ
びF22を予め与える、待ち時間要素7の二つ
の分割段TR1およびTR2の出力Qおよびが
その役をする。 自己起動段8の出力信号および結合段10の出
力信号は次に接続された制御論理回路9の中で、
それらが切替え要素3のスイツチS1〜S8の制
御のためのつぎの事実表を満足するように互いに
結合される:
【表】 第14図による信号の時間表示と関連して第1
3図による装置の動作を一層詳細に説明する。第
14図には上から下に向つてつぎの信号が表わさ
れている。 (a) 自己起動信号V (b) 第13図による実施例の中で自己起動段8の
ために供給される周波数信号に対応する、待ち
時間要素のための16Hzのクロツク周波数 (c) 自己起動段および待ち時間要素のTフリツプ
フロツプを元に戻すためのリセツト信号 (d) 自己起動段および待ち時間要素のTフリツプ
フロツプの出力信号 (e) 待ち時間要素の出力信号a (f) NAND要素G90の出力信号γ (g) 切替え信号β、および (h) 反作用モータ2の巻線22および23の電圧 モータ2の回転子21の回転数が一定の限界値
以下に低下し、出力信号Vがある一定の期間中に
もはや高電位にならないと、この期間中待ち時間
要素7および自己起動段8のTフリツプフロツプ
TR1〜TR5の共通のリセツト入力Rは低電位の
まゝである。その際、先行する調節動作において
切替え信号が低電位の状態にあり、両方の出力信
号aの少なくとも一方または自己起動段8の第2
のフリツプフロツプの否定された出力信号が高電
位の状態にあつたことが仮定される。ここで考察
される全時間領域において、例えばモータの回転
子21がもはや動かない故に、出力信号Vは低電
位の状態にある。低下する自己起動信号Vと一緒
に時点t0においてはリセツト信号もまた消える
(第14図c)。したがつて、Tフリツプフロツプ
TR1〜TR5が有効に切替えられ、第14図dの表
示によつて例えば16Hzの与えられたクロツク周波
数(第14図b)を分割する。第14図dはTフ
リツプフロツプTR1〜TR4の否定された出力また
は第5のTフリツプフロツプTR5の出力Qを表わ
している。第5のTフリツプフロツプTR5の出力
Qが状態Lにある限りゲートG90の出力にはク
ロツク周波数に対する信号γが現われる。一定の
期間中自己起動信号Vが状態Lにとどまると、フ
リツプフロツプG91は、切替え信号βが時点t1
において状態Hに、否定された切替え信号が状
態Lにあるように置かれる。切替え信号βが状態
Hに置かれた後で、切替え信号βがその状態にと
どまる限り、TフリツプフロツプTR1〜TR5がも
とにもどることは妨げられる。5個のTフリツプ
フロツプTR1〜TR5のためのリセツト信号がβ=
Hの故に状態Lにとどまるからである。切替え信
号βが状態Hにとどまる限り、二つの巻線を持つ
たステツプモータの原理による自己起動動作が続
く。この時間中、反作用モータ2の両方の巻線2
2および23は制御論理回路を使つて、第1およ
び第2のTフリツプフロツプTR1およびTR2によ
つてその出力または否定された出力に与えられ
る周波数から合成されている、第14図hによる
周波数信号を受ける。このことは、スイツチS1
〜S8のための前述した切替え表が満足されるよ
うに行なわれる。スイツチS1〜S8のためのス
イツチオン論理は結果として、時点t1〜t2の時間
領域で、巻線22および23のための第7図に示
されたパルス列となる。 第5のTフリツプフロツプTR5の出力信号Qが
状態Lに置かれると、フリツプフロツプG91
は、例えば16Hzの与えられた周波数信号のその他
のクロツクの経過にしたがつて、切替え信号βで
Lにまた否定された切替え信号でHに置かれ
る。このことは、時点t2においてそれまでの自己
起動動作から通常の調節動作への変化を意味す
る。このパルスの結合の仕方で、最後の自己起動
パルスは与えられたクロツク周波数に対応して先
行する自己起動パルスに較べて半分の幅をもつこ
とが達成される。時点t3においては、第2のTフ
リツプフロツプTR2によつて否定された出力に第
14図eによる信号が与えられる。それは第14
図cによるもどりのパルスとなりその下降する腹
は時点t4に現われる。したがつて、自己起動動作
は終了し、それに続く通常の調節動作においては
反作用モータ2の第2の巻線23は制御コイルま
たは“ピツクアツプ”コイルの役目をし、前記さ
れたようにその出力が信号VおよびIとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は全制御および調節装置を含む反作用モ
ータを図式的に表わす図、第2図は個々の制御お
よび調節回路要素を詳細に表わす図、第3図、第
4図および第5図は第1図および第2図によるパ
ルスおよび信号を表わす図、第6図は反作用モー
タの簡単化された巻線の結線図、第7図は簡単化
された巻線装置を使用する際のパルスおよび信号
を時間的に表わす図、第8図は自己起動と特に僅
かの電力消費を持つた反作用モータのための制御
および調節装置のブロツク回路図、第9図は第8
図による装置を使用する際のパルスおよび信号を
時間的に表わす図、第10図は自己起動をもつた
反作用モータのための変更された制御および調節
装置のブロツク回路図、第11図は第10図によ
る自己起動を有する反作用モータのための制御お
よび調節装置の詳細な回路図、第12図はx個の
フリツプフロツプから成るシフトレジスタを図式
的に表わす図、第13図は第11図による自己起
動を有する反作用モータのための制御および調節
装置の詳細な回路図、第14図は第13図による
装置に対応してパルスおよび信号を時間的に表わ
す図である。 22……第1の巻線、23……第2の巻線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1対の極を有する永久磁石回転子
    と2以上の巻線を有する固定子とを備えたモータ
    の定格運転モードにおいては前記巻線の一方に駆
    動パルスを印加し他方を固定子に対する回転子の
    動きを監視する制御巻線として機能させ、該回転
    子の動きを矩形の実周波数パルスに変換し、該実
    周波数パルスを所定の周波数を有する基準周波数
    パルスと比較し、両パルスの比較の関数として前
    記駆動パルスの幅を制御するモータ加速用または
    減速用の制御パルスを出力する前記モータの制御
    および調節方法において、回転子の速度が所定値
    以下に低下した自己始動モードにおいては前記一
    方の巻線と他方の巻線とに駆動パルスを周期的に
    切換えて印加するとともに極性を反転させて回転
    子の速度を自動的に段階的に増加せしめ、その後
    基準周波数パルスを段階的に増加させ、定格速度
    に達したとき自動始動モードを定格運転モードに
    切換えるようにしたことを特徴とする永久磁石回
    転子を有するモータの制御および調節方法。 2 前記実周波数パルスiが遅延され、前記制御
    パルスA〜Fがその遅延された実周波数パルス
    I,の領域内で前記実周波数パルスiおよび/
    または基準周波数パルスfsの立上り縁および立下
    り縁で形成され且つ制御論理回路9に与えられ、
    モータ減速用の制御パルスC,D,G,Hが出力
    すると前記一方の駆動用巻線が短絡される特許請
    求の範囲第1項に記載のモータの制御および調節
    方法。 3 所望の回転方向に回転するモータの回転子を
    加速するために、制御パルスA,Bの立上り縁が
    基準周波数パルスfsの立上り縁で形成され、前記
    制御パルスA,Bの立下り縁が前記実周波数パル
    スiの立上り縁で形成され、遅延され否定された
    実周波数パルスが存在するときは基準周波数パ
    ルスfsの立上り縁でまた遅延された実周波数パル
    スIが存在するときは実周波数パルスiの立下り
    縁で形成される特許請求の範囲第2項に記載のモ
    ータの制御および調節方法。 4 所望の回転方向に回転するモータの回転子を
    減速するために、前記一方の巻線が制御パルス
    C,Dによつて短絡され、前記制御パルスの立上
    り縁または立下り縁が実周波数パルスiの立上り
    縁または立下り縁で形成され、遅延された実周波
    数パルスIまたは遅延され否定された実周波数パ
    ルスの領域内で基準周波数パルスfsの立上り縁
    または立下り縁で形成される特許請求の範囲第2
    項に記載の制御および調節方法。 5 所定の回転方向と逆方向に回転するモータの
    回転子を減速するために、基準周波数パルスfs
    続く実周波数パルスiのもとで、該実周波数パル
    スが制御パルスE,Fとして作用し、遅延された
    実周波数信号I*の領域によつて制限される特許請
    求の範囲第2項に記載の制御および調節方法。 6 モータを制動するために、基準周波数パルス
    fsに先立つ実周波数パルスiのもとで、前記一方
    の巻線が制御パルスG,Hにより短絡され、該制
    御パルスの立上り縁または立下り縁が遅延され否
    定された実周波数パルスの領域で基準周波数パル
    スfsの立上り縁または立下り縁で形成される特許
    請求の範囲第2項に記載の制御および調節方法。 7 自己始動モードから定格運転モードへの切換
    えにおいて、自己始動モードにおける最後のパル
    スが自己始動モードで最後に現われるパルスの一
    部、特に半分だけから成る特許請求の範囲第1項
    ないし第6項のいずれか1項に記載の制御および
    調節方法。 8 回転子の回転数に比例する電圧が第2の巻線
    から与えられ、二つの基準電圧Ur,Usと比較さ
    れ、前記両基準電圧Ur,Usよりも大きい回転数
    に比例する電圧で、 (a) 実際の周波数パルスI,が定格動作のため
    の調節装置に与えられ、そこで基準周波数パル
    スf22と比較され、二つの異なつた定格運
    転パルスH0 +,H0 -の付与となるとき、および (b) 定格動作信号Vが自己起動段に供給され、そ
    の自己起動段には付加的に単数または複数の互
    いに異なつた周波数信号fONZ,Nが与えられ、
    その際定格動作信号Vの消失が起動パルス列
    t1,1Z,2Z,3Zおよび切替え信号β,
    の付与を起すとき、電流パルスから離れ、調節
    することができる時間△tだけ遅延させられ
    る、本質的に矩形の2個の信号v,iが与えら
    れ、そして定格動作パルスH0 +,H0 -も起動パ
    ルス列t1,1Z,2Z,3Zも切替え信号β,
    βとともに制御論理回路に導かれ、その回路が
    到来するパルスおよび信号を結合し、 (a) 界磁巻線(第1の巻線)およびセンサ巻線
    (第2の巻線)を同期モータの原理による通
    常動作においては、定格動作パルスH0 +
    H0 -が第1の巻線の接点の正および負のバツ
    テリー電圧 +UB-UBとの交互の接続が作
    り出され、 (b) 二つの巻線を持つたステツプモータの原理
    による自己起動モードでは、増大する周波数
    を有するパルス列が交互に両方の巻線22,
    23に与えられるように、次に接続されたス
    イツチに出力パルスT5〜T8を与えること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    モータの制御および調節方法。 9 定格運転信号Vが消えたとき、起動パルス列
    t,1Z,2Z,3Zが遅延させられたパルスあ
    るいは時間間隔が発生されるように発生され、そ
    の遅延されたパルスまたは時間間隔は単数/複数
    の付加的に到来する周波数信号f01Z,f02Z,f03Z
    Nで、相前後して上昇する周波数f0を有する定格
    周波数に対応するパルス列のn分の1の個々のパ
    ルス列または複数のパルス列が出力側に加えられ
    るようにロツクされ、切替え信号β,が定格運
    転信号Vと待ち時間要素7の出力信号Nとの論理
    的結合によつて形成される特許請求の範囲第8項
    に記載の制御および調節方法。 10 定格運転パルスH0 +,H0 -が基準周波数パ
    ルスf2および実周波数パルスI,の立上り縁と
    立下り縁との結合によつて形成される特許請求の
    範囲第8項に記載の制御および調節方法。 11 反転した定格運転パルスH0 -が反転した基
    準周波数パルスf2の立下り縁とともに上昇し、実
    周波数パルスIの立上り縁とともに下降し、定格
    運転パルスH0 +が基準周波数パルスf2の立上り縁
    とともに上昇し反転した実周波数パルスの立下
    り縁とともに下降する特許請求の範囲第10項に
    記載の制御および調節方法。 12 先行した自己始動が定格運転回転数になら
    ないときは自己始動が繰り返される特許請求の範
    囲第1項ないし第11項に記載の制御および調節
    方法。 13 少なくとも1対の極を有する永久磁石回転
    子と2以上の巻線を有する固定子とを備えた反作
    用モータの制御および調節装置であつて、2つの
    基準電圧Ur,Usが供給されるとともに反作用モ
    ータの制御巻線に接続された比較手段4と、該比
    較手段4の出力v,iを受ける雑音除去および遅
    延手段5と、該雑音除去および遅延手段5の第1
    の出力i1を受ける位相比較器6と、前記雑音除去
    および遅延手段5の第2の出力Vを受ける自己起
    動段8および待ち時間要素7と、前記雑音除去お
    よび遅延手段5の第3の出力I,と前記位相比
    較器の出力Q1,Q3とを受ける結合論理回路10
    と、電源電圧±UBおよび反作用モータの巻線に
    接続され、前記自己起動段8の出力β,,F1
    1,F22と前記結合論理回路の出力を制御論
    理回路9を介して受ける切替手段3とを有するこ
    とを特徴とする永久磁石回転子を有するモータの
    制御および調節装置。 14 前記雑音除去および遅延手段5はクロツク
    周波数f1で走査される雑音除去要素521を有
    し、該雑音除去要素521の出力は一方では第2
    のクロツク周波数f2で走査される位相比較器6に
    接続され、他方では第3のクロツク周波数f3で走
    査される遅延要素522に接続され、前記位相比
    較器6の出力Q1,Q3と前記遅延要素522の出
    力I,が結合論理回路10に接続された特許請
    求の範囲第13項に記載の制御および調節装置。
JP17390780A 1979-12-12 1980-12-11 Method of controlling and adjusting motor with permanent magnet rotor Granted JPS56123798A (en)

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DE2949947A DE2949947C2 (de) 1979-12-12 1979-12-12 Schaltungsanordnung zum Steuern und Regeln eines kollektorlosen Elektromotors mit einem permanentmagnetischen Läufer

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JPS56123798A JPS56123798A (en) 1981-09-29
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JP17390780A Granted JPS56123798A (en) 1979-12-12 1980-12-11 Method of controlling and adjusting motor with permanent magnet rotor

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