DD222176A1 - SPEED MEASUREMENT OF ELECTRICAL MACHINES FOR THE PURPOSE OF THE SPEED CONTROL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drehzahlerfassung an elektrischen Maschinen zum Zweck der Drehzahlregelung, besonders bei Kleinmaschinen, wo geringer Platzbedarf, niedrige Stromaufnahme und Unanfaelligkeit gegen Verschmutzung und Fremdlichteinfluss gefordert sind sowie hohe Impulszahlen pro Umdrehung guenstig fuer den Regelprozess sind. Die Aufgabe der Erfindung wurde geloest durch das Anordnen eines oder zwei Halleffekt-Sensorschaltkreisen radial oder axial zu einem rotierenden mehrpoligen Ringmagneten. Der Luftspalt kann vergroessert werden, wenn an die Schaltkreise zusaetzlich Hilfsmagnete angebracht sind.The invention relates to an arrangement for speed detection of electric machines for the purpose of speed control, especially in small machines, where low space requirements, low power consumption and imprecision are required against pollution and extraneous light influence and high pulse counts per revolution are favorable for the control process. The object of the invention has been achieved by arranging one or two Hall effect sensor circuits radially or axially to a rotating multi-pole ring magnet. The air gap can be increased, if auxiliary circuits are additionally attached to the circuits.
Description
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Elektrische Maschinen, insbesondere Elektrowerkzeuge, bei denen die Drehzahlerfassung Voraussetzung für Regelprozesse ist, wobei eine hohe Impulszahl pro Umdrehung und geringes Einbauvolumen gefordert ist.Electrical machines, in particular power tools, in which the speed detection is a prerequisite for control processes, with a high number of pulses per revolution and low installation volume is required.
Es sind bereits Lösungen bekannt, bei denen ein Tachogenerator mit Ringmagnet und Generatorspule eine drehzählabhängige Impulsfrequenz für die Drehzahlerfassung liefert. Der Tachogenerator hat gewisse Vorteile, indem kein Eigenstrorribedarf besteht, er relativ einfach im Aufbau ist und bei entsprechender magnetischer Flußänderungsgeschwindigkeit hohe Ausgangsspannungen liefert.Solutions are already known in which a tachogenerator with ring magnet and generator coil supplies a rotational count-dependent pulse frequency for the speed detection. The tachogenerator has certain advantages in that there is no inherent disturbance requirement, it is relatively simple in construction and provides high output voltages at a corresponding magnetic flux change rate.
Nachteilig ist jedoch, daß die Induktion mehrerer Impulse pro Umdrehung einen Magneten erfordern, welcher infolge hoher Polpaarzahlen bedingten ungünstigen Feldverlauf sehr groß wird. Die Generatorspule ist aufwendig in der Herstellung und recht voluminös.The disadvantage, however, is that the induction of several pulses per revolution require a magnet, which is very large due to high Polpaarzahlen unfavorable field characteristics. The generator coil is expensive to produce and quite voluminous.
Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, für die Drehzahlerfassung einen opto-elektronischen Impulsgeber (Gabelkoppler) zu verwenden.Furthermore, it has been proposed to use an opto-electronic pulse generator (fork coupler) for the speed detection.
Mit dem opto-elektronischen Impulsgeber können große Impulszahlen pro Umdrehung auch bei kleinem Wellendurchmesser vorteilhaft erzeugt werden. Die notwendigen Bauteile sind vorwiegend automatisch herstellbar.With the opto-electronic pulse generator large numbers of pulses per revolution can be generated advantageously even with a small shaft diameter. The necessary components are mainly produced automatically.
Beim opto-elektronischen Impulsgeber ist der relativ hohe Eigenstrombedarf des Senders nachteilig, besonders bei direkter Stromversorgung über Vorschaltwiderstände aus dem Netz. Nachteilig ist weiterhin, daß die für die Drehzahlerfassung ausschlaggebenden Bauelemente Sender und Empfänger gegen Licht und Staub geschützt sein müssen.With the opto-electronic pulse generator, the transmitter's relatively high inherent power consumption is disadvantageous, especially in the case of direct power supply via ballast resistors from the network. A further disadvantage is that the decisive for the speed detection components transmitter and receiver must be protected against light and dust.
Ziel der Erfindung ist eine Anordnung zur Drehzahlerfassung mit geringem Eigenstrombedarf und relativ einfachem und kostengünstigem Aufbau. Die Drehzahlerfassung soll unempfindlich gegen Verschmutzung sein und einen geringen Platzbedarf erfordern.The aim of the invention is an arrangement for speed detection with low power consumption and relatively simple and inexpensive construction. The speed detection should be insensitive to contamination and require a small footprint.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung zur Drehzahlerfassung, welche auch an kleinen elektrischen Maschinen, wie handgeführten Werkzeugantrieben, Haushaltgeräten usw., anwendbar und mit relativ geringem technischem Aufwand herstellbar ist. Die Anordnung soll unempfindlich gegen äußere Einflüsse, wie Licht und Verschmutzung, sein und einen niedrigen Eigenstrombedarf aufweisen. . .The object of the invention is to provide an arrangement for speed detection, which is also on small electrical machines, such as hand-held tool drives, household appliances, etc., applicable and can be produced with relatively little technical effort. The arrangement should be insensitive to external influences, such as light and pollution, and have a low power consumption. , ,
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahlerfassung mittels eines mehrpoligen rotierenden Ringmagneten und einem oder zwei radial oder axial angeordneten Halle-Effekt-Sensorschaltkreisen erfolgt. Diese Schaltkreise vereinen vorteilhaft Sensor, Verstärker und Schmitt-Trigger. Durch Verwendung von 2 Schaltkreisen kann bei gleichen0 The object is achieved in that the speed detection takes place by means of a multi-pole rotating ring magnet and one or two radially or axially arranged Hall effect sensor circuits. These circuits advantageously combine sensor, amplifier and Schmitt trigger. By using 2 circuits can be at the same 0
Magneten die Impulszahl verdoppelt werden, wenn ihre auf dem gleich Pol sensiblen Flächen in einem Winkel von 2§2_Magnets the number of pulses will be doubled if their sensitive on the same Pol surfaces at an angle of 2§2_
auf die Wellenmitte bezogen angeordnet werden, wobei für ρ die Polzahl des Magneten und η eine natürliche Zahl eingesetzt wird. Durch Anbringen kleiner Magneten (Hilfsmagneten) hinter den Sensorschaltkreisen kann der ungünstige Feldverlauf vielpoliger kleiner Ringmagneten verbessert werden und damit größere Luftspalte ermöglichen. Die oder der Sensorschaltkreis(e) werden auf einer Leiterplatte angeordnet, die bis in die unmittelbare Nähe des rotierenden Magneten reicht und auf der auch die evtl. verwendeten Hilfsmagneten angebracht sind.be arranged with respect to the center of the shaft, wherein for ρ the number of poles of the magnet and η is a natural number is used. By attaching small magnets (auxiliary magnets) behind the sensor circuits, the unfavorable field pattern of multi-pole small ring magnets can be improved and thus enable larger air gaps. The or the sensor circuit (s) are arranged on a circuit board, which extends into the immediate vicinity of the rotating magnet and on which the possibly used auxiliary magnets are mounted.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drehzahlerfassung einer Welle, besonders für kleine elektrische Maschinen. Durch diese Anordnung werden magnetische Flußschwankungen in elektrische Impulse umgewandelt. Die Impulsfolgefrequenz ist proportional der Drehzahl. Die Weiterverarbeitung der Impulse erfolgt entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck, z. B. in einem f/U-Wandler. Die Ausgangsimpulse können auch digital verarbeitet werden, da sie TTL-kompatibel sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird auf die bekannte Ausführung einer el. kleinmaschine 1 am Wellenende des Rotors ein mehrpoliger Ringmagnet 2 angebracht. Weiterhin ist an der Kleinmaschine eine Leiterplatte 4 so angeordnet, daß die Hall-Effekt-Sensorschaltkreise 3 oder aber auch nur einer mit ihrer magnetisch sensiblen Fläche die Feldlinien des Magneten 2 schneiden. Zur Verstärkung der den Schaltkreis durchdringenden Feldlinien ist es möglich, kleine Permanentmagneten 5, deren Induktion etwas unter der Schaltwelle des oder der Schaltkreise 3 liegt, so hinter dem oder den Schaltkreisen anzuordnen, daß die Feldlinien der Permantentmagneten 5 die gleiche Richtung haben, wie die des Ringmagneten, die den SchaltvorgangThe invention relates to an arrangement for speed detection of a shaft, especially for small electrical machines. By this arrangement, magnetic flux fluctuations are converted into electrical impulses. The pulse repetition frequency is proportional to the speed. The further processing of the pulses is carried out according to the intended use, z. B. in a f / U converter. The output pulses can also be digitally processed since they are TTL compatible. In the embodiment shown, a multi-pole ring magnet 2 is mounted on the known design of an el. Small machine 1 at the shaft end of the rotor. Furthermore, a circuit board 4 is arranged on the small machine so that the Hall effect sensor circuits 3 or only one with their magnetically sensitive surface intersect the field lines of the magnet 2. To reinforce the circuit penetrating field lines, it is possible to arrange small permanent magnet 5 whose induction is slightly below the switching shaft of the circuit or circuits 3, behind the circuit or circuits that the field lines of Permantentmagneten 5 have the same direction as that of Ring magnets that control the switching process
-2- 258 761 1-2- 258 761 1
im Schaltkreis auslösen. Beim Einsatz von zwei Schaltkreisen 3 kann die Impulszahl pro Umdrehung bei gleichem Magnet 2 verdoppelt werden, wobei die vorteilhaften offenen Kollektorausgänge der Schaltkreise 3 über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand parallel zu schalten sind und die Anordnung der Schaltkreise 3 irn Winkel von2§2_ (2n-1) zur Drehachse vorgenommen wird (Fig.2). Dadurch stehen immer ungleichnamige Pole an den Schaltkreisen.in the circuit. When using two circuits 3, the number of pulses per revolution can be doubled with the same magnet 2, wherein the advantageous open collector outputs of the circuits 3 are to be connected in parallel via a common working resistor and the arrangement of the circuits 3 in the angle of 2§2_ (2n-1) is made to the axis of rotation (Fig.2). As a result, always unequal poles are on the circuits.
Die Integration von Hall-Element, Verstärker und Schmitt-Trigger auf einem Halbleiterchip ergibt bei geringen Abmessungen und niedrigem Stromverbrauch hohe Spannungsimpulse am Ausgang, die in Nachfolgeschaltungen günstig weiterverarbeitet werden können.The integration of Hall element, amplifier and Schmitt trigger on a semiconductor chip results in small dimensions and low power consumption high voltage pulses at the output, which can be conveniently processed in subsequent circuits.
Eine radiale Anordnung der Schaltkreise 3 am Ringmagneten 2 ist ebenfalls möglich (Fig.2).A radial arrangement of the circuits 3 on the ring magnet 2 is also possible (Fig.2).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD25876183A DD222176A1 (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | SPEED MEASUREMENT OF ELECTRICAL MACHINES FOR THE PURPOSE OF THE SPEED CONTROL |
Applications Claiming Priority (1)
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DD25876183A DD222176A1 (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | SPEED MEASUREMENT OF ELECTRICAL MACHINES FOR THE PURPOSE OF THE SPEED CONTROL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD222176A1 true DD222176A1 (en) | 1985-05-08 |
Family
ID=5553623
Family Applications (1)
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Country | Link |
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DD (1) | DD222176A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2391480B1 (en) | 2009-01-30 | 2015-11-11 | Hitachi Koki CO., LTD. | Power tool |
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1983
- 1983-12-28 DD DD25876183A patent/DD222176A1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2391480B1 (en) | 2009-01-30 | 2015-11-11 | Hitachi Koki CO., LTD. | Power tool |
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