DE10028337A1 - Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor - Google Patents

Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor

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Abstract

Dreiphasiger Motor mit drei Hall-Effekt-Einrichtungen zum Erzeugen entsprechend vieler Rotorpositionssignale zur Erregersteuerung seiner Wicklungen, wobei die Signale die Winkelposition des Rotors (10) bezüglich des Stators (9) angeben und Phasendifferenzen von 120 aufweisen. Es wird ein Motorgeschwindigkeitssteuersystem offenbart, das die Rotorpositionssignale zum Erfassen der aktuellen Laufgeschwindigkeit des Motors benutzt und Differenzierschaltkreise aufweist, die jeweils mit einer Hall-Effekt-Einrichtung verbunden sind, um Ausgangssignale mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu den Rotorpositionssignalen zu erzeugen. Mit den Differenzierschaltkreisen sind Schalttransistoren verbunden, die durch binäre Schalter-Steuersignale, die von den Rotorpositionssignalen abgeleitet werden, gesteuert werden, wobei sie die positiven Halbwellen oder nahezu positive Halbwellen der Differenzierschaltkreisausgangssignale durchlassen. Die so erhaltenen Halbwellen werden dann zu einem Motorgeschwindigkeitssignal zusammen addiert, das die aktuelle Laufgeschwindigkeit des Motors angibt. Dieses Signal wird danach mit einem Zielgeschwindigkeitssignal verglichen, das eine gewünschte Laufgeschwindigkeit des Motors angibt, und die ggf. vorhandene Differenz wird als ein Geschwindigkeitssteuersignal einem Motorerregerschaltkreis zugeführt, der sowohl auf die Rotorpositionssignale als auch auf die Geschwindigkeitssteuersignale reagiert, um die Motorwicklungen zur Umdrehung mit der ...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitssteuerung für elektrische Motoren im allgemeinen und insbesondere Verbesserungen an einem Geschwindigkeitssteuersystem für Motoren, das neben anderen Anwendungen insbesondere in einem Plattenlaufwerk, wie zum Beispiel einem CD-ROM Laufwerk verwendet werden kann, um den Übertrager oder Aufnehmer über die Spuren der sich drehenden Datenspeicherdiskette zu bewegen.
Bürstenlose Gleichstrommotoren zum Antreiben einer Datenspeicherdiskette oder zum Bewegen eines Übertragers über die Datenspuren auf der Diskette sind weit verbreitet. In dem US-Patent Nr. 5,371,635 von Sakaguchi et al., das auf den Rechtsnachfolger dieser Patentanmeldung übertragen wurde, ist ein System zum Erzeugen von Impulsen offenbart, die die Winkelposition und die Rotationsgeschwindigkeit einer Datenspeicherdiskette angeben. Dieses bekannte System ist jedoch aufgrund seiner Komplexität und seiner hohen Herstellungskosten wegen der Verwendung eines Motorgeschwindigkeitssensors neben der Steuerelektronik nicht befriedigend.
Die Japanische, nicht geprüfte Patentschrift Nr. 3-16066 schlägt vor, zur Geschwindigkeitssteuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors Hall-Effekt Sensoren als magnetoelektrische Konverter zu verwenden, die bereits seit langem in diese Art von Motoren eingebaut werden, um die Winkelposition des Rotors bezüglich des Stators zu erfassen. Die von den magnetoelektrischen Konvertern erzeugten Rotorpositionssignale werden differenziert und zu einem Motorgeschwindigkeitssignal verarbeitet, das in Vorbereitung für die Motorgeschwindigkeitssteuerung die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt.
Dieses zweite bekannte System erreicht einen eindeutigen Vorteil gegenüber dem erstgenannten System dadurch, daß es ohne einen zugeordneten Motorgeschwindigkeitssensor arbeitet. Es ist aber trotzdem nachteilig, da erstens die Steuerelektronik, insbesondere die zur Erzeugung des Motorgeschwindigkeitssignals aus den Rotorpositionssignalen, die von den magnetoelektrischen Konvertern zugeführt werden, relativ kompliziert aufgebaut und teuer ist. Zweitens hat das so erzeugte Motorgeschwindigkeitssignal einen empfindlich hohen Brummfaktor, was einer exakten Motorgeschwindigkeitssteuerung entgegenwirkt.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Motorgeschwindigkeitssignal ohne Verwendung des obigen Motorgeschwindigkeitssensors zu erzeugen, um das Brummen des Motorgeschwindigkeitssignals zu verrringern, und die Motorgeschwindigkeit mit minimaler Abweichung zu steuern.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Geschwindigkeitssteuerung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor ohne Verwendung irgendeines Motorgeschwindigkeitssensors zu schaffen und die Schaltung unter Verwendung von magnetoelektronischen Standardkonvertern zu vereinfachen.
Die vorliegende Erfindung kann als Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor mit einem magnetoelektrischen Konverter zum Erzeugen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals zusammengefaßt werden, die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal die Winkelposition des Rotors bezüglich des Stators angibt. Das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt einen Differenzierschaltkreis zum Differenzieren des ersten, des zweiten und des dritten Rotorpositionssignals und erzeugt ein erstes, ein zweites und ein drittes Ausgangssignal in einer vorgegebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, dem zweiten bzw. dem dritten Rotorpositionssignal. Ein erster, ein zweiter und ein dritter Schalter sind vorgesehen, um das erste, das zweite und das dritte Ausgangssignal der Differenzierschaltkreise unter Steuerung eines ersten, eines zweiten bzw. eines dritten binären Schalter-Steuersignals wahlweise durchzuleiten. Das erste, zweite und dritte Schalter-Steuersignal werden aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Rotorpositionssignal mit einer vorgegebenen Phasenbeziehung erhalten. Die Ausgangssignale der drei Schalter werden zu einem Motorgeschwindigkeitssignal zusammenaddiert, das die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt. Das Motorgeschwindigkeitssignal wird mit einem Zielgeschwindigkeitssignal verglichen, das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt, wodurch ein Motorgeschwindigkeitssteuersignal erzeugt wird, das die Differenz zwischen der aktuellen und der gewünschten Motorgeschwindigkeit darstellt. Ein Motorerregerschaltkreis reagiert sowohl auf das erste, das zweite und das dritte Rotorpositionssignal als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal, um den Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit zu drehen.
Die Erfindung ist auf bürstenlose Gleichstrommotoren, Gleichstrommotoren mit Bürsten und Wechs 69575 00070 552 001000280000000200012000285916946400040 0002010028337 00004 69456elstrommotoren anwendbar. Das Motorgeschwindigkeitssignal wird aus den von den Hall-Effekt Sensoren oder ähnlichen magnetoelektrischen Konvertern zugeführen Rotorpositionssignalen erhalten. Zur Erzeugung des Motorgeschwindigkeitssignals aus den Rotorpositionssignalen müssen diese Signale differenziert und Teile der sich daraus ergebenen Signale müssen extrahiert werden, oder die sich ergebenden Signale müssen einer Einweg- oder Zweiweggleichrichtung unterzogen werden, bevor sie zu dem Motorgeschwindigkeitssignal zusammenaddiert werden.
Eine solche Extraktion oder Gleichrichtung wird erfindungsgemäß dadurch verwirklicht, daß der erste bis dritte Schalter das erste bis dritte Ausgangssignal der Differenzierschaltkreise unter Kontrolle des ersten bis dritten binären Schalter-Steuersignals durchleiten. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Erzeugung von Schalter-Steuersignalen durch Umformen der sinusförmigen Rotorpositionssignale in Binärsignale. Mit dem auf diese Weise erzeugten Motorgeschwindigkeitssignal wird das gesamte Geschwindigkeitssteuersystem gegenüber dem vorstehend beschriebenen nächstkommenden Stand der Technik wesentlich vereinfacht.
Gemäß einer anderen Eigenschaft der Erfindung werden die Rotorpositionssignale um 30° phasenverzögert, bevor sie in die Binärsignale zur Schaltersteuerung umgewandelt werden. Die gewünschten Abschnitte der Rotorpositionssignale können durch Steuern der Schalter mittels dieser binären Schalter-Steuersignale ideal ausgewählt werden, woraus sich ein Motorgeschwindigkeitssignal oder ein Geschwindigkeitsteuersignal ergibt, das einen geringeren Brummfaktor aufweist.
Außerdem wird eine weitere Ausführungsform offenbart, die einen Operationsverstärker anstelle eines einfachen Addierers zum Kombinieren der Ausgangssignale der Schalter verwendet. Der Operationsverstärker erfüllt die doppelte Funktion von Differenzieren und Addieren der Ausgangssignale der Schalter oder sogar die mehrfache Funktion von Differenzieren und Addieren der Ausgangssignale der Schalter und das Vergleichen des resultierenden Motorgeschwindigkeitssignals mit dem Zielgeschwindigkeitssignal, wodurch der Aufbau der Schaltung vereinfacht wird.
Außerdem wird eine weitere Ausführungsform beschrieben, in der ein anderer Satz Schalter verwendet wird, der mit dem ersten Satz Schalter verbunden ist, um eine Zweiweggleichrichtung der Ausgangssignale der Differenzierschaltkreise durchzuführen. Das resultierende Motorgeschwindigkeitssignal oder Geschwindigkeitssteuersignal hat einen noch niedrigeren Brummfaktor.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche bezüglich beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, besser verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitssteuerung für einen bürstenlosen Gleichstromotor.
Fig. 2 eine Schnittansicht des von dem in Fig. 1 gezeigten System geregelten Motors, wobei der Motor zusammen mit drei magnetoelektrischen Konvertern zum Erzeugen ebenso vieler Rotorpositionssignale mit vorgegebener Phasendifferenz gezeigt ist;
Fig. 3 ein schematisches elektrisches Schaltbild, teilweise als Blockschaltbild, des Motorerregerschaltkreises des in Fig. 1 gezeigten Motorsteuersystems, zusammen mit den Statorwicklungen des Motors;
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises des in Fig. 1 gezeigten Motorregelungssystems, wobei der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis den wesentlichen Bestandteil dieser Erfindung bildet;
Fig. 5 ein Diagramm von Wellenformen, zum Erläutern des Betriebs des in Fig. 4 dargestellten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises;
Fig. 6 eine ähnliche Abbildung wie Fig. 2, die jedoch den Motor zusammen mit zwei magnetoelektrischen Konvertern und zugehörigen Schaltkreisen zum Erzeugen dreier Rotorpostitionssignale zeigt;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in der ein modifizierter Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Geschwindigkeitssteuerungssystem anstelle des in Fig. 4 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises dargestellt ist;
Fig. 8 ein schematisches elektrisches Schaltbild, in dem einer der Binärsignalerzeugungsschaltkreise des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises dargestellt ist;
Fig. 9 ein Vektordiagramm zur Erläuterung, wie das Rotorpositionssignal durch den in Fig. 8 gezeigten Schaltkreis verzögert wird;
Fig. 10 ein Diagramm mit Wellenformen zum Erklären des Betriebs des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises;
Fig. 11 ein Blockschaltbild noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in dem ein Geschwindigkeitssteuersignal-Erzeugungsschaltkreis zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Geschwindigkeitssteuersystem anstelle des in Fig. 4 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises und ein Differenzverstärker dargestellt sind;
Fig. 12 ein Blockschaltbild noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein anderer modifizierter Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Geschwindigkeitssteuersystem anstelle des in Fig. 4 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises dargestellt ist;
Fig. 13 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 12 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises;
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein modifizierter Geschwindigkeitssteuersignalerzeugungsschaltkreis zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Geschwindigkeitssteuersystem anstelle des in Fig. 4 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises und ein Differenzverstärker gezeigt sind;
Fig. 15 ein Blockschaltbild noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei noch ein anderer modifizierter Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Geschwindigkeitsregelungssystem anstelle des in Fig. 4 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises dargestellt ist;
Fig. 16 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Form einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitssteuerung für einen Gleichstrommotor; und
Fig. 17 ein schematisches elektrisches Schaltbild, teilweise als Blockschaltbild, des Motorerregerschaltkreises des in Fig. 16 gezeigten Motorsteuersystems, zusammen mit dem Motor.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Allgemeine Darstellung
Der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Geschwindigkeitssteuersystems für bürstenlose Gleichstrommotoren wird durch kurze Betrachtung von Fig. 1 deutlicher. Der bürstenlose Gleichstrommotor 1 ist in dieser Figur nur insoweit gezeigt, als es für das Verstehen seines Geschwindigkeitssteuersystems notwendig ist, während er in Fig. 2 detaillierter dargestellt ist. Momentan ist es ausreichend zu wissen, daß der Motor 1 einen Stator 9 mit drei Phasenwicklungen 9u, 9v und 9w und einen Rotor 10 umfaßt.
Das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt: (a) einen im wesentlichen herkömmlichen Motorerregerschaltkreis 2 zum regelbaren Erregen der Statorwicklungen 9u, 9v und 9w des Motors 1; (b) drei magnetoelektrische Konverter 3, 4 und 5, die beispielsweise auf den bekannten Hall-Effekt zurückgreifen, um Rotorpositionssignale bereitzustellen, die die Winkelposition des Rotors 10 des Motors relativ zum Stator 9 anzeigen; (c) einen Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 zum Erfassen der momentanen Rotationsgeschwindigkeit des Motors 1 aus den Rotorpositionssignalen, der ein Motorgeschwindigkeitssignal Vt ausgibt; (d) einen Zielgeschwindigkeits- Signalgenerator 7 zum Bereitstellen eines Zielgeschwindigkeitssignals Vr, das eine gewünschte Motorgeschwindigkeit angibt; und (e) einen Differenzverstärker 8, dessen Eingänge mit dem Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis und dem Zielgeschwindigkeits-Signalgenerator 7 verbunden sind, zum Erzeugen eines Motorgeschwindigkeits-Steuersignals Vcon, das die Differenz zwischen dem aktuellen Motorgeschwindigkeitssignal Vt und dem Zielgeschwindigkeitssignal Vr darstellt, zur Anwendung im Erregerschaltkreis 2, damit dieser die Motorwicklungen 9u, 9v und 9w erregt und den Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit antreibt.
Der bürstenlose Gleichstrommotor 1 mit den magnetoelektrischen Konvertern 3-5, der Motorerregerschaltkreis 2 und der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 werden nachstehend in dieser Reihenfolge unter verschiedenen Überschriften näher erläutert. Insbesondere werden auch verschiedene Modifikationen des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6 offenbart.
Bürstenloser Gleichstrommotor
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, hat der bürstenlose Gleichstrommotor 1 den bekannten Aufbau mit außen liegendem Rotor und innen liegendem Stator, wobei der Stator 9 vom Rotor 10 umschlossen ist. Der Stator 9 umfaßt die erste 9u, zweite 9v und dritte 9w Phasenwicklung und einen magnetischen Kern 11. Der Kern 11 hat zwölf radial ausgerichtete Nuten 11a, die in konstanten Winkelabständen angeordnet sind, um dadurch ebenso viele Zähne 11b zu bilden. Die drei Phasenwicklungen 9u, 9v und 9w sind jeweils in drei miteinander verbundene Teile unterteilt auf neun benachbarte der zwölf Zähne 11b gewickelt. Es ist ersichtlich, daß die drei Phasenwicklungen 9u, 9v und 9w zyklisch und in dieser Reihenfolge in Uhrzeigerrichtung angeordnet sind. Der elektrische Winkel zwischen jeweils zwei Nuten 11a bzw. zwei Zähnen 11b beträgt daher 120° oder 2π/3.
Drei der zwölf Statorzähne 11b bleiben in der dargestellten Ausführungsform unbesetzt. Die drei magnetoelektrischen Konverter 3-5 sind auf durch den Mittelpunkt verlaufenden radialen Linien, in einer Linie mit den Nuten 11a angeordnet, die am nächsten an den drei unbesetzten Zähnen liegen. Der elektrische Winkel zwischen diesen magnetoelektrischen Konvertern beträgt daher ebenfalls jeweils 120°.
Die vorstehend beschriebene Anordnung der magnetoelektrischen Konverter 3-5 soll den Einfluß des durch die Wicklungen 9u, 9v und 9w erzeugten magnetischen Feldes auf diese Konverter abschwächen. Falls diese Anordnung in bestimmten Fällen nicht praktikabel ist, können die Wicklungen jedoch auch auf allen zwölf Statorzähnen 11b vorgesehen sein. In jedem Fall erzeugen die drei magnetoelektrischen Konverter 3-5 der Anordnung aus Fig. 2 drei Rotorpositionssignale mit Phasendifferenzen von 120°.
Der Rotor 10 hat eine runde Gestalt, die den Statorkern 11 konzentrisch umgibt und selbst in acht magnetische Nord- und acht magnetische Südpolabschnitte N und S unterteilt ist, die in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Außerhalb des Rotors 10 sind die drei magnetoelektrischen Konverter 3-5 an vorgegebenen Positionen bezüglich der drei Phasenwicklungen 9u, 9v und 9w feststehend gehalten und so angeordnet, daß sie einen magnetischen Fluß durch den Rotor 10 erfassen. Bei Rotation des Rotors 10 relativ zum Stator 9 werden der erste bis dritte magnetoelektrische Konverter 3-5 daher ein erstes bis drittes Rotorpositionssignal Vh1, Vh2 bzw. Vh3 in Form von sinusförmigen Wechselspannungen mit einer Phasenverschiebung von 120° jeweils zum nächsten Signal erzeugen (Fig. 5).
Motorerregerschaltkreis
Wie in Fig. 3 im Detail gezeigt ist, umfaßt der Motorerregerschaltkreis 2 eine Gleichspannungsversorgung 16, einen Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 1, mehrere, in dieser Ausführungsform sechs Schalttransistoren 18, 19, 20, 21, 22 und 23, um den dreiphasigen Statorwicklungen 9u, 9v und 9w des Motors wahlweise Energie zuzuführen, drei Verstärker 24, 25 und 26, die über Leitungen 12, 13 und 14 mit den magnetoelektrischen Konvertern 3-5 verbunden sind, um die Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 zu verstärken, und einen Schalter- Steuerschaltkreis 27, um die Schalttransistoren 18-23 gemäß den verstärkten Rotorpositionssignalen "Ein" und "Aus" zu steuern.
Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß die dreiphasigen Statorwicklungen 9u, 9v und 9w des Motors 1 auf einer Seite miteinander verbunden sind und auf der anderen Seite über den ersten, dritten und fünften Transistor 18, 20 und 22 und den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 mit einem Anschluß der Energieversorgung 16, und über den zweiten, vierten und sechsten Transistor 19, 21 und 22 mit dem anderen Anschluß der Energieversorgung verbunden sind. Die Transistoren 18-23 sind alle als npn-Transistoren dargestellt. Von diesen sind die Emitter der Transistoren 18, 20 und 22 mit den Motorwicklungen 9u, 9v und 9w verbunden, wobei ihre Kollektoren über den Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 mit der Energieversorgung 16 verbunden sind. Die Kollektoren der anderen Transistoren 19, 21 und 23 sind mit den Motorwicklungen 9u, 9v und 9w verbunden, wobei ihre Emitter direkt an der Energieversorgung 16 angeschlossen sind. Die Basen aller dieser Transistoren 18-23 sind mit dem Schalter-Steuerschaltkreis 27 verbunden.
Der Schalter-Steuerschaltkreis 27 ist herkömmlicher Art und steuert das Ein- und Ausschalten der Transistoren 18-23 mit Hilfe des bekannten Zweiphasenerregerverfahrens in Reaktion auf die drei Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3. Somit bewirkt der Schalter-Steuerschaltkreis 27 ein Durchschalten der Transistoren 18 und 21 bei gleichzeitiger Erregung der Motorwicklungen 9u und 9v, der Transistoren 20 und 23 bei gleichzeitiger Erregung der Motorwicklungen 9v und 9w und der Transistoren 19 und 22 bei gleichzeitiger Erregung der Motorwicklungen 9u und 9w.
Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 dient zum Steuern der den Wicklungen 9u, 9v und 9w von der Energieversorgung 16 zugeführten Leistung gemäß dem vom Differenzverstärker 8, Fig. 1, über die Leitung 15 zugeführten Geschwindigkeitssteuersignal. Die Leistung kann natürlich für eine höhere Motorgeschwindigkeit erhöht und für eine niedrigere Motorgeschwindigkeit gesenkt werden. Alternativ kann für eine niedrigere Motorgeschwindigkeit der Schalter-Steuerschaltkreis 27 zum Bremsen des Motors 1 verwendet werden, indem dessen Wicklungen in einer Rotationsrichtung erregt werden, die der momentanen Rotationsrichtung entgegengesetzt ist.
Selbst wenn ein Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein solcher nicht absolut notwendig; statt dessen kann der Schalter-Steuerschaltkreis 27 so modifiziert werden, daß er die zusätzliche Funktion der Motorgeschwindigkeitssteuerung, sowohl in Richtung der Geschwindigkeitszunahme als auch der Geschwindigkeitsabnahme, durch Steuern des Ein- und Ausschaltens der Transistoren 18-23 durchführt. Die Geschwindigkeitssteuersignalleitung 15 kann direkt mit einem solchen modifizierten Schalter-Steuerschaltkreis verbunden sein, wie mit 15a angezeigt ist. Bei einer solchen Motorgeschwindigkeitssteuerung kann der modifizierte Schalter-Steuerschaltkreis so ausgelegt sein, daß er Geschwindigkeitssteuerimpulse erzeugt, die gemäß den zugeführten Geschwindigkeitssteuersignalen moduliert werden. Die Wiederholungsrate solcher zeitmodulierter Geschwindigkeitssteuerimpulse sollte beträchtlich geringer sein als diejenige der Impulse für die Motorrotation, wobei jeder solcher Motorrotationsimpuls aus einer Reihe von Geschwindigkeitssteuerimpulsen bestehen kann.
Eine andere Möglichkeit für die Steuerung der Motorgeschwindigkeit besteht darin, den Widerstand der Transistoren 18-23 während der Zeit, in der sie leitend sind, zu steuern.
Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis
Der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6, der den wesentlichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung darstellt, benötigt keine anderen externen Geschwindigkeitssensoren als die magnetoelektrischen Standardkonverter 3-5 für eine Erfassung der Motorgeschwindigkeit, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Bei Eingabe der Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 über die Leitungen 31, 32, 33 gibt der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 das Motorgeschwindigkeitssignal Vt zur Weiterleitung an den Differenzverstärker 8 über eine Leitung 34 aus.
Fig. 4 ist eine detaillierte Darstellung des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6. Die folgende Diskussion dieses Schaltkreises 6 wird bezüglich Fig. 5 besser verständlich, in der die Wellenformen der in verschiedenen Teilen des Schaltkreises auftretenden Signale gezeigt sind.
Der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 umfaßt: (a) Eingangsverstärker 35, 36 und 37, die an die Eingangsleitungen 31, 32 bzw. 33 angeschlossen sind, um die Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 zu verstärken; (b) Differenzierschaltkreise 38, 39 und 40, die mit den Verstärkern 35, 36 bzw. 37 zum Differenzieren der verstärkten Rotorpositionssignale verbunden sind; (c) Schalttransistoren 41, 42 und 43, die mit den Differenzierschaltkreisen 38, 39 bzw. 40 verbunden sind, um Teile ihrer Ausgangssignale Vd1, Vd2 und Vd3 als partielle Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 weiterzuleiten; (d) einen binären Signalerzeugungsschaltkreis 44 für das Steuern des Ein- und Ausschaltens der Transistoren 41, 42 und 43; und (e) einen Addierer 45 zum Addieren der partiellen Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 zu einem gewünschten Motorgeschwindigkeitssignal Vt, das die Laufgeschwindigkeit des Motors wiedergibt.
Die über die Verstärker 35-37 mit den Rotorpositionssignalleitungen 31-33 verbundenen Differenzierschaltkreise 38-40 geben die Spannungssignale Vd1, Vd2 und Vd3 aus, die, wie in Fig. 5 gezeigt ist, gegenüber den Rotorpositionssignalen Vh1, Vh2 und Vh3 um 90° nach vorne phasenverschoben sind. Obwohl diese Spannungssignale Vd1, Vd2 und Vd3 Informationen über die Motorgeschwindigkeit enthalten, würde eine einfache Addition dieser alternierenden Spannungen nicht zu einem unidirektionalen Motorgeschwindigkeitssignal führen, da sie sich dann gegenseitig aufheben würden. Die Signale Vd1, Vd2 und Vd3 könnten miteinander addiert werden, nachdem eine Zweiweggleichrichtung mittels Dioden durchgeführt wurde. Eine Zweiweggleichrichtung durch Dioden wäre jedoch für niedrige Spannungen, die von den magnetoelektrischen Konvertern 3-5, Fig. 1, erzeugt werden, wenn sich der Motor langsam dreht, nicht geeignet. Eine Zweiweggleichrichtung durch Schalter oder Verstärker anstelle der Dioden wäre möglich, ist aber wegen der ungerechtfertigt hohen Komplexität und der hohen Kosten der erforderlichen Schaltung definitiv unpraktisch.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Herausfiltern der positiven Halbwellen der sinusförmigen Ausgangssignale Vd1, Vd2 und Vd3 der Differenzierschaltkreise 38-40 mittels der Schalttransistoren 41, 42 und 43 für eine nachfolgende Addition. Diese Transistoren werden darüber hinaus von den binären Schalter- Steuersignalen Vc1, Vc2 und Vc3, die aus den verstärkten Rotorpositionssignalen Vh1, Vh2 und Vh3 durch den Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44 erhalten wurden, ein- und ausgeschaltet.
Der Binärsignalerzeugungsschaftkreis 44 umfaßt in dieser speziellen Ausführungsform nur drei Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b und 46c, die mit den Ausgängen der Verstärker 35, 36 bzw. 37 und den Basen der Transistoren 42, 43 bzw. 41 verbunden sind. In der Praxis können die Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b und 46c als Komparatoren vorgesehen sein, die die binären Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 erzeugen, indem die positiven Halbwellen der Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 in Folgen von Rechteckwellen umgewandelt werden. Die binären Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 können natürlich dadurch erhalten werden, daß ein Eingang jedes Komparators auf einen der Verstärker 35, 36 und 37 geschaltet und der andere Eingang auf Masse gelegt wird.
Ein Vergleich der Ausgangsspannung Vd1 des ersten Differenzierschaltkreises 38 mit dem binären Schalter-Steuersignal Vc3 des dritten Wellenformungsschaltkreises 46c in Fig. 5 ergibt, daß das Signal Vc3 gegenüber dem Signal Vd1 nur um 30° in der Phase voraus läuft. Das dritte Schalter- Steuersignal Vc3 kann daher zum Steuern des Ein- und Ausschaltens des ersten Transistors 41 benutzt werden, so daß der Ausgang des dritten Wellenformungsschaltkreises 46c mit der Basis des ersten Transistors 41 verbunden ist. Somit wird am Ausgang des ersten Transistors 41 das erste partielle Motorgeschwindigkeitssignal Vs1 erhalten, das dem Segment von -30° bis +150° jedes Zyklus des ersten Differenzierschaltkreis-Ausgangssignals Vd1 entspricht. Die in dem ersten partiellen Motorgeschwindigkeitssignal Vs1 enthaltenen negativen Segmente von -30° bis 0° sind gegenüber ihren positiven Segmenten von 0° bis 150° sowohl hinsichtlich ihrer Dauer als auch hinsichtlich ihrer Amplitude vernachlässigbar.
Aus einer weiteren Betrachtung von Fig. 5 ergibt sich, daß eine ähnliche Phasenbeziehung, wie sie vorstehend zwischen dem Differenzierschaltkreis- Ausgangssignal Vd1 und dem binären Schalter-Steuersignal Vc3 diskutiert wurde auch zwischen dem zweiten Differenzierschaltkreis-Ausgangssignal Vd2 und dem ersten binären Schalter-Steuersignal Vc1 und zwischen dem Differenzierschaltkreis-Ausgangssignal Vd3 und dem zweiten binären Schalter- Steuersignal Vc2 existiert. Der erste Wellenformungsschaftkreis 46a ist daher mit der Basis des zweiten Transistors 42 verbunden, und der zweite Wellenformungsschaltkreis 46b ist mit der Basis des dritten Transistors 43 verbunden. Das zweite und dritte partielle Motorgeschwindigkeitssignal Vs2 und Vs3 werden somit am Ausgang des zweiten und dritten Transistors 42 und 43 erhalten.
Das erste bis dritte partielle Motorgeschwindigkeitssignal Vs1, Vs2 und Vs3 werden alle dem Addierer 45 zugeführt, wodurch sie zu dem unidirektionalen Motorgeschwindigkeitssignal Vt kombiniert werden. Die partiellen Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 haben Phasendifferenzen von 120° und sind jeweils nur für 30° jedes Zyklus negativ. Experimentell wurde belegt, daß das maximale prozentuale Brummen ΔV des erfindungsgemäß erhaltenen Motorgeschwindigkeitssignals 50% beträgt.
Bezüglich Fig. 1 wird das auf diese Weise von dem Geschwindigkeitdetektorschaltkreis 6 erzeugte Motorgeschwindigkeitssignal Vt auf einen Eingang des Differenzverstärkers 8 geleitet, dessen anderem Eingang ein Spannungssignal von dem Zielgeschwindigkeits-Signalgenerator 7 zugeführt wird, das eine gewünschte Motorgeschwindigkeit darstellt. Das sich ergebende Ausgangssignal des Differenzverstärkers 8 ist ein Motorgeschwindigkeitssteuersignal in Form einer Spannungsdifferenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal Vt und dem Zielgeschwindigkeitssignal. Wie bereits bezüglich Fig. 3 erläutert wurde, wird der Motorerregerschaltkreis 2 die drei Phasenwicklungen 9u, 9v und 9w des Motors 1 zur Rotation mit der gewünschten Geschwindigkeit in Reaktion auf das Motorgeschwindigkeitssteuersignal anregen.
Wie vorstehend bezüglich den Fig. 1-5 beschrieben wurde, verwendet das erfindungsgemäße Motorgeschwindigkeitssteuersystem die Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 der magnetoelektrischen Standardkonverter 3-5 zum Erzeugen des Motorgeschwindigkeitssignals Vt, das die aktuelle Motorgeschwindigkeit angibt. Solche Konverter wurden üblicherweise für Plattenantriebe zum Zweck der Erregungssteuerung in diese Art von Motor eingebaut und werden zum selben Zweck, neben ihrer Verwendung zur Erfassung der Motorgeschwindigkeit, in dieser und in allen anderen nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet. Das erfindungsgemäße Geschwindigkeitssteuersystem ist daher wesentlich einfacher aufgebaut und bei weitem kostengünstiger in der Herstellung als bekannte Geschwindigkeitssteuersysteme, die Geschwindigkeitssensoren zum Erfassen der Motorgeschwindigkeit einsetzen.
Wahrscheinlich das wichtigste Merkmal der in den Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsform besteht im Ein- und Ausschalten der Schalttransistoren 41-43, Fig. 4, des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6. Die Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 der magnetoelektrischen Konverter 3-5 werden durch die Wellenformungsschaltkreise 46a-46c in die Binärsignale Vc1, Vc2 und Vc3 umgewandelt. Das erste Binärsignal Vc1 wird zum Ein- und Ausschalten des zweiten Transistors 42, das zweite Binärsignal Vc2 zum Steuern des dritten Transistors 43 und das dritte Binärsignal Vc3 zum Steuern des ersten Transistors 41 verwendet. Die so von den Transistoren erhaltenen drei partiellen Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 werden dann zu einem unidirektionalen Motorgeschwindigkeitssignal Vt kombiniert, so daß sein Brummfaktor auf einen Wert reduziert wird, der in der Praxis völlig unproblematisch ist.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung ist auch zur Geschwindigkeitssteuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren anwendbar, die nur mit zwei, anstelle von drei magnetoelektrischen Konvertern, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, ausgestattet sind. Fig. 6 zeigt einen solchen Motor 1 mit zwei magnetoelektrischen Konvertern 3 und 4, die bezüglich des Motors an den gleichen Positionen angeordnet sind, wie die in Fig. 2 gezeigten entsprechenden Konverter 3 und 4. Das Fehlen des dritten magnetoelektrischen Konverters wird dadurch ausgeglichen, daß aus den von den zwei magnetoelektrischen Konvertern 3 und 4 erzeugten Rotorpositionssignalen ein drittes Rotorpositionssignal erzeugt wird.
Anstelle des dritten magnetoelektrischen Konverters 5 der vorhergehenden Ausführungsform ist in Fig. 6 ein Schaltkreis 49 vorgesehen. Dieser sogenannte dritte Rotorpositionssignalerzeugungsschaftkreis umfaßt zwei Verstärker 49a und 49b, einen Addierer 49c und einen Phaseninverter 49d. Der über die Verstärker 49a und 49b mit den beiden magnetoelektrischen Konvertern 3 und 4 verbundene Addierer 49c addiert die zwei Rotorpositionssignale Vh1 und Vh2 vektoriell zusammen, die eine Phasendifferenz von 120° aufweisen. Das sich ergebende Ausgangssignal des Addierers 49c wird dann von dem Inverter 39d phaseninvertiert, um als das dritte Rotorpositionssignal Vh3 sowohl dem Motorerregerschaltkreis 2, Fig. 1, als auch dem Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 zugeführt zu werden. Dieses dritte Rotorpositionssignal Vh3 hat im wesentlichen den selben Spannungsverlauf wie die in Fig. 5 mit dem selben Bezugszeichen versehene Spannung.
Ein Vorteil dieser zweiten Ausführungsform ist der einfachere Aufbau wegen der Verwendung von nur zwei magnetoelektrischen Konvertern 3 und 4. Da von den zwei magnetoelektrischen Konvertern ebenso drei Rotorpositionssignale erhalten werden, kann ein Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis mit demselben Aufbau wie in Fig. 4 verwendet werden, um sie in ein Motorgeschwindigkeitssignal umzuwandeln.
Dritte Ausführungsform
Fig. 7 zeigt einen modifizierten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6a zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten Motorgeschwindigkeitssteuerungssystem anstelle des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6. Der modifizierte Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 umfaßt Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c anstelle des in Fig. 4 gezeigten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44, um die Schalttransistoren 41-43 ein- und auszuschalten. Jeder der Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c besteht aus einer Reihenschaltung eines 30° Verzögerungsschaltkreises 47a, 47b oder 47c und eines Wellenformungsschaltkreises 46a, 46b oder 46c. Die Verzögerungsschaltkreise 47a, 47b und 47c bewirken eine 30° Phasenverzögerung der drei Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 bzw. Vh3, und die Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b und 46c wandeln die verzögerten Rotorpositionssignale Vh1', Vh2' und Vh3 ' in binäre Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 bzw. Vc3 um.
Die Eingänge des Verzögerungsschaltkreises 47a des ersten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44a sind sowohl mit dem Verstärker 35 als auch mit dem Verstärker 36 verbunden, um das verstärkte erste und zweite Rotorpositionssignal Vh1 und Vh2 zu dem ersten verzögerten Rotorpositionssignal Vh1' zu verarbeiten. Ein Ausgang des Wellenformungsschaltkreises 46a des ersten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44a ist mit der Basis des zweiten Schalttransistors 42 verbunden, um diesen durch das erste binäre Schalter- Steuersignal Vc1 ein- und auszusteuern. Die Eingänge des Verzögerungsschaltkreises 47b des zweiten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44b sind sowohl mit dem Verstärker 36 als auch mit dem Verstärker 37 verbunden, um das verstärkte zweite und dritte Rotorpositionssignal Vh2 und Vh3 zu dem zweiten verzögerten Rotorpositionssignal Vh2' zu verarbeiten. Ein Ausgang des Wellenformungsschaltkreises 46b des zweiten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44b ist mit der Basis des dritten Schalttransistors 43 verbunden, um diesen mittels des zweiten binären Schalter- Steuersignals Vc2 ein- und auszusteuern. Die Eingänge des Verzögerungsschaltkreises 47c des dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44c sind sowohl mit dem Verstärker 35 als auch mit dem Verstärker 37 verbunden, um das verstärkte erste und dritte Rotorpositionssignal Vh1 und Vh3 zu dem dritten verzögerten Rotorpositionssignal Vh3' zu verarbeiten. Ein Ausgang des Wellenformungsschaltkreises 46c des dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44c ist mit der Basis des ersten Schalttransistors 41 verbunden, um diesen mittels des dritten binären Schalter- Steuersignals Vc3 ein- und auszusteuern.
Die Verzögerungsschaltkreise 47a, 47b oder 47c und die Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b oder 46c jedes Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44a, 44b oder 44c müssen nicht unbedingt getrennte Einheiten, sondern können auch Teile eines im wesentlichen einzigen Schaltkreises sein. Fig. 8 zeigt beispielhaft einen solchen integrierten ersten Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44a, wobei der zweite und dritte Schaltkreis 44b und 44c gleich aufgebaut sind, ausgenommen der Verbindung ihrer Ein- und Ausgänge zu anderen Teilen, wie vorstehend beschrieben wurde. Der beispielhaft dargestellte erste Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44a umfaßt zwei Widerstände R1 und R2, die als Teile eines 30°-Verzögerungsschaltkreises dienen, einen Operationsverstärker 48, der als Wellenformungsschaltkreis dient, und eine Referenzspannungsquelle Er.
Ein Eingang des Operationsverstärkers 48 ist sowohl mit dem Verstärker 35 als auch mit dem Verstärker 36 über den jeweiligen Widerstand R1 und R2 verbunden, und ein anderer Eingang ist mit der Referenzspannungsquelle Er verbunden. Den Widerständen R1 und R2 werden das erste und zweite verstärkte Rotorpositionssignal Vh1 und Vh2 von den magnetoelektrischen Konvertern 3 und 4, Fig. 1, zugeführt. Der erste Widerstand R1 hat einen halb so hohen Widerstand wie der zweite Widerstand R2. Die Ausgänge dieser Widerstände R1 und R2 sind miteinander verbunden. Folglich werden die Rotorpositionssignale Vh1 und Vh2 mit einer Phasendifferenz von 120° in einem Verhältnis von 2 : 1 miteinander addiert, wie in Fig. 9 gezeigt ist, wodurch das erste verzögerte Rotorpositionssignal Vh1' erzeugt wird, das dem ersten Rotorpositionssignal Vh1 um 30° nachläuft, um dem Operationsverstärker 48 zugeführt zu werden.
Die Referenzspannung der Quelle Er ist gleich dem Mittelwert (z. B. 2,5 Volt) der Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3. Der Operationsverstärker 48 schaltet ein, wenn das erste verzögerte Rotorpositionssignal Vh1' größer ist als die Referenzspannung Er, und schaltet aus, wenn das erste verzögerte Rotorpositionssignal kleiner ist als die Referenzspannung. Somit werden positive Halbwellen des verzögerten Rotorpositionssignals Vh1' vom Operationsverstärker 48 in das erste binäre Schalter-Steuersignal Vc1 in Fig. 10 umgewandelt.
Selbstverständlich kombiniert der zweite Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44b das zweite und dritte Rotorpositionssignal Vh2 und Vh3 in einem Verhältnis von 2 : 1 zu dem zweiten verzögerten Rotorpositionssignal Vh2', wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, und formt dieses Signal zu dem zweiten binären Schalter- Steuersignal Vc2, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Der dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44c kombiniert das dritte und erste Rotorpositionssignal Vh3 und Vh1 in gleicher Weise in einem Verhältnis von 2 : 1 zu dem dritten verzögerten Rotorpositionssignal Vh3' und formt dieses Signal zu dem dritten binären Schalter-Steuersignal Vc3, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
Die drei verzögerten Rotorpositonssignale Vh1', Vh2' und Vh3' laufen den in Fig. 10 gezeigten Rotorpositionssignalen Vh1, Vh2 und Vh3 um 30° nach. Die drei aus diesen verzögerten Rotorpositionssignalen erhaltenen binären Schalter- Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 verlaufen daher, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Ein Vergleich von Fig. 5 und Fig. 10 zeigt, dass die in Fig. 10 gezeigten Schalter- Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 ihren in Fig. 5 gezeigten entsprechenden Signalen um 30° nachlaufen. Die in Fig. 10 gezeigten Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 stimmen in ihrer Phase mit dem zweiten, dritten und ersten Differenzierschaltkreis-Ausgangssignal Vd2, Vd3 bzw. Vd1 überein.
Wenn die Transistoren 41, 42 und 43 des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a von den binären Schalter- Steuersignalen Vc3, Vc1 bzw. Vc2 ein- und ausgeschaltet werden, werden daher die Differenzschaltkreis-Ausgangssignale Vd1, Vd2 und Vd3 in die drei partiellen Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3, Fig. 10 unterteilt, die alle aus positiven Halbwellen von 0-180° der Differenzierschaltkreis-Ausgangssignale bestehen.
Der Addierer 45 des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a kombiniert die dreiphasigen Halbwellensignale Vs1, Vs2 und Vs3 zu dem unidirektionalen Motorgeschwindigkeitssignal Vt, das in Fig. 10 gezeigt ist. Der Brummfaktor ΔV dieses Motorgeschwindigkeitssignals Vt beträgt nur 13%, verglichen mit einem Faktor von 50% in der ersten beschriebenen Ausführungsform.
Vierte Ausführungsform
Der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6 und der Differenzverstärker 8 des in Fig. 1 gezeigten Motorgeschwindigkeitssteuerungssystems können zu einem sogenannten Geschwindigkeitssteuerschaltkreis kombiniert werden, der in der Lage ist, ein Geschwindigkeitssteuersignal zum direkten Anlegen an den Motorerregerschaltkreis 2 zu erzeugen. Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines solchen Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 50. Dieser Schaltkreis 50 ist im wesentlichen eine Aneinanderkettung des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a und des in Fig. 1 gezeigten Differenzverstärkers 8, der direkt an den Motorerregerschaltkreis gekoppelt ist.
Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis umfasst: (a) RC-Schaltkreise 38a, 38b und 38c, die über Trennverstärker 35, 36 und 37 an die Rotorpositionssignal- Eingangsleitungen 31, 32 und 33 angeschlossen sind; (b) die genannten Schalter 41, 42 und 43, die an die RC-Schaltkreise 38a, 38b und 38c angeschlossen sind; (c) einen zweiten Satz Schalter 51, 52 und 53, der auch mit den RC-Schaltkreisen 38a, 38b und 38c verbunden ist, um die Kapazitäten C1, C2 und C3 zu entladen; (d) die Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c zum Erzeugen der binären Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 zum direkten Ein- und Ausschalten des ersten Satzes Schalter 42, 43 und 41 und, über Inverterschaltkreise 55, 56 und 54, des zweiten Satzes Schalter 52, 53 und 51; und (e) einen Operationsverstärker 57, der einen Teil eines Differenzier- und Addierschaltkreises bildet.
Die Serienschaltkreise 38a, 39a und 40a, bestehend aus einer Kapazität C1 und einem Widerstand R1, einer Kapazität C2 und einem Widerstand R2 und einer Kapazität C3 und einem Widerstand R3 und funktionieren in ähnlicher Weise wie die in Fig. 7 gezeigten Differenzierschaltkreise 38, 39 und 40. Die Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c, die die Verzögerungsschaltkreise 47a, 47b und 47c und die Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b und 46c umfassen, arbeiten genau wie die in Fig. 7 dargestellten, mit denselben Bezugszeichen versehenen Schaltkreise, wobei sie die Schalter- Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 aus den verstärkten Rotorpositionssignalen Vh1, Vh2 und Vh3 erzeugen.
Ein Eingang des Operationsverstärkers 57 ist über den ersten Satz Schalter 41, 42 und 43 mit den RC-Schaltkreisen 38a, 39a und 40a und über einen Widerstand R4 und einen Polaritäts-lnverterschaltkreis 59 mit der genannten Zielgeschwindigkeits-Signalleitung 7a verbunden, wobei er auch über einen Rückkoppelwiderstand R5 mit seinem eigenen Ausgang verbunden ist. Der andere Eingang des Operationsverstärkers ist über eine Quelle 58 auf Masse gelegt, die eine Referenzspannung Er von 2,5 V bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel aufweist. Die Referenzspannungsquelle 58 ist ferner über den zweiten Satz Schalter 51, 52 und 53 mit den RC-Schaltkreisen 38a, 39a und 40a verbunden. Aufgrund der durch die Inverterschaltkreise 54, 55 und 56 verursachten Phasenumkehr der Schalter-Steuersignale Vc3, Vc1 und Vc2 der Binärsignalerzeugungsschaltkreisen 44c, 44a und 44b wird der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 entgegengesetzt zu dem ersten Satz Schalter 41, 42 und 43 ein- und ausgeschaltet. Während der erste Satz Schalter 41, 42 und 43 offen ist, ist der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 geschlossen und dient zum Entladen und Zurücksetzen der Kapazitäten C1, C2 und C3.
Der in Fig. 11 gezeigte Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 50 entspricht funktionell dem in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 6a plus dem in Fig. 1 gezeigten Differenzverstärker 8. Die Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c erhalten die binären Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 insbesondere von den verstärkten Rotorpositionssignalen Vh1, Vh2 und Vh3. Die Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 sind den in Fig. 10 gezeigten ähnlich. Der erste Satz Schalter 41, 42 und 43 ist geschlossen, wenn die Schalter-Steuersignale Vc3, Vc1 und Vc2 "high" sind, und offen, wenn sie "low" sind. Der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 ist geschlossen, wenn die Schalter-Steuersignale Vc3, Vc1 und Vc2 "low" sind, und offen, wenn sie "high" sind.
Es wird angenommen, dass nur das erste Rotorpositionssignal Vh1 dem in Fig. 11 gezeigten Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 50 zugeführt wird. Der Schalter 41 wird unter Kontrolle des Schalter-Steuersignals Vc3 von dem dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44c zwischen T9-T15 in Fig. 10 geschlossen, wodurch die positiven Halbwellen des Ausgangssignals (ähnlich wie das Ausgangssignal Vd1 des in Fig. 7 gezeigten Differenzierschaltkreises 38) von dem RC-Schaltkreis 38a durchgelassen werden. Die Kapazität C1 dieses RC- Schaltkreises 38a wird entladen, wenn der Schalter 41 offen ist, d. h., wenn der Schalter 51 zwischen T3-T9 in Fig. 10 geschlossen ist. Am Ausgang des Schalters 41 wird daher ein zu dem ersten partiellen Motorgeschwindigkeitssignal Vs1, Fig. 10, des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a, analoges Signal erhalten.
Falls dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 50 von Fig. 11 nur das zweite Rotorpositionssignal Vc2 zugeführt wird, werden die Schalter 42 und 52 von dem Schalter-Steuersignal Vc1 des ersten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44a in ähnlicher Weise gesteuert. Daher wird ein ähnliches Signal wie das zweite partielle Motorgeschwindigkeitssignal Vs2, Fig. 10, des Geschwindigkeits­ detektorschaltkreises 6a von Fig. 7 erhalten.
Falls dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 50 von Fig. 11 nur das dritte Rotorpositionssignal Vh3 zugeführt wird, werden die Schalter 43 und 53 durch das Schalter-Steuersignal Vc2 von dem zweiten Binärsignalerzeugungsschaltkreis 44b in ähnlicher Weise gesteuert. Somit wird ein ähnliches Signal wie das dritte partielle Motorgeschwindigkeitssignal Vs3, Fig. 10, des Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a von Fig. 7 erhalten.
Anders als ihre mit denselben Bezugszeichen versehenen Äquivalente von Fig. 7, sind die Ausgänge des ersten Satzes Schalter 41, 42 und 43 des in Fig. 11 gezeigten Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 50 miteinander verbunden und liegen an einem Eingang des Operationsverstärkers 57 an. Der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 ist in gleicher Weise an die Referenzspannungsquelle 58 angeschlossen. Ohne Berücksichtigung des Zielgeschwindigkeitssignals Vr würde der Operationsverstärker 57 daher ein dem in Fig. 10 gezeigten Motorgeschwindigkeitssignal Vt äquivalentes Signal ausgeben, das von dem Addierer 45 des in Fig. 7 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6a in Reaktion auf die drei zugeführten partiellen Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 erzeugt wird.
Wenn das Zielgeschwindigkeitssignal Vr von dem Zielgeschwindigkeitssignalgenerator 7, Fig. 1, zugeführt wird, gibt der Operationsverstärker 57 das Motorgeschwindigkeitssteuersignal Vcon aus, indem er das Zielgeschwindigkeitssignal Vr von dem aktuellen Motor­ geschwindigkeitssignal Vt subtrahiert. Das Geschwindigkeitssteuersignal Vcon wird dem in Fig. 1 gezeigten Motorerregerschaltkreis 2 zugeführt, um diesen dazu zu veranlassen, die dreiphasigen Motorwicklungen 9u, 9v und 9w zu erregen, so dass sich der Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit dreht.
Der Operationsverstärker 57 funktioniert nicht bloß als Differenzierer und Addierer, sondern auch als Differenzverstärker zum Bereitstellen des Geschwindigkeitssteuersignals Vcon. Das Zielgeschwindigkeitssignal Vr auf der Eingangsleitung 7a wird durch den Inverterschaltkreis 59 zu -Vr invertiert, bevor es dem Operationsverstärker 57 über den Widerstand R4 zugeführt wird. Während der leitenden Perioden des ersten Satzes Schalter 41, 42 und 43 fließen Ströme von diesen Schaltern durch den Rückkoppelwiderstand R5. Der Strom, der aufgrund des negativen Zielgeschwindigkeitssignals -Vr durch diesen Rückkoppelwiderstand R5 fließen wird, ist jedoch in Richtung auf den Inverterschaltkreis 59 orientiert. Somit wird am Rückkoppelwiderstand R5 sozusagen eine Stromsubtraktion durchgeführt, aus der sich das Geschwindigkeitssteuersignal Vcon am Ausgang des Operationsverstärkers 57 ergibt, das eine Differenz zwischen dem aktuellen Motorgeschwindigkeitssignal Vt und dem Ziel-Motorgeschwindigkeitssignal Vr angibt.
Der Operationsverstärker 57 des Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 50 von Fig. 11, der die drei vorstehend beschriebenen Funktionen ausführen kann, ist das wesentliche Element dieser erfindungsgemäßen vierten Ausführungsform. Er trägt in hohem Ausmaß zur Einfachheit dieses Geschwindigkeits­ steuerschaltkreises bei.
Ein anderer Vorteil der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ist das Trennen der Gleichstromkomponenten aus den zugeführten Rotorpositonssignalen Vh1, Vh2 und Vh3 durch die Kapazitäten C1, C2 und C3. Dadurch wird eine offset-freie Motorgeschwindigkeitssteuerung möglich, da nur die Wechselstromkomponenten durch die Kapazitäten durchgelassen werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kapazitäten C1, C2 und C3 durch den zweiten Satz Schalter 51, 52 und 53 zurückgesetzt werden können, der von den phaseninvertierten Schalter- Steuersignalen Vc3, Vc1 und Vc2 von den Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44c, 44a und 44b gesteuert wird.
Fünfte Ausführungsform
Ein anderer modifizierter Motor-Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 6b, der in Fig. 12 gezeigt ist, liegt etwas näher am Aufbau des in Fig. 11 gezeigten Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 50 als am Geschwindigkeits­ steuerschaltkreis 6 von Fig. 4 oder an dessen erster Modifikation 6a von Fig. 7. Der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b ist so benannt, da er nicht das Zielgeschwindigkeitssignal Vr erhält und das aktuelle Motorgeschwindigkeitssignal Vt anstelle des Motorsteuersignals Vcon zur Weiterleitung an den Differenzverstärker 8, Fig. 1, über die Leitung 34 ausgibt.
Somit sind der Inverterschaltkreis 59 und der Widerstand R4 des Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 50 von Fig. 11 in diesem Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b nicht enthalten. Zur Bereitstellung des Motorgeschwindigkeitssignals Vt als eine Zweiweggleichrichtung der Differentiale der drei Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 umfasst der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b ferner einen zweiten Operationsverstärker 60, einen zweiten Rückkoppelwiderstand R6 und einen weiteren Widerstand R7. Andere Bestandteile des Aufbaus sind dieselben wie in Fig. 11.
Ein erster Eingang des zweiten Operationsverstärkers 60 ist mit dem zweiten Satz Schalter 51, 52 und 53 verbunden, ein zweiter Eingang ist mit der Referenzspannungsquelle 58 verbunden und ein Ausgang ist über den Rückkoppelwiderstand R6 mit dem eigenen ersten Eingang und auch über den Widerstand R7 mit dem Eingang des ersten Operationsverstärkers 57 verbunden, der an dem ersten Satz Schalter 41, 42 und 43 angeschlossen ist.
Fig. 13 zeigt die Wellenformen, die an verschiedenen Teilen des Motorgeschwindigkeitsdetektor-Schaltkreises 6b von Fig. 12 auftreten. Beim Einspeisen der verstärkten Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 geben die Binärsignalerzeugungsschaltkreise 44a, 44b und 44c die binären Schalter- Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 aus, ebenso wie ihre mit denselben Bezugsziffern bezeichneten Äquivalente in Fig. 7. Der erste Satz Schalter 41, 42 und 43 wird geschlossen, wenn die Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 "high" sind, und geöffnet, wenn diese Signale "low" sind. Der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 wird geöffnet, wenn die Schalter-Steuersignale Vc1, Vc2 und Vc3 "high" sind, und geschlossen, wenn die Signale "low" sind.
Es wird angenommen, dass dem Motorgeschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b von Fig. 12 nur das erste Rotorpositionssignal Vh1 zugeführt wird. Der Schalter 41 wird geschlossen, wenn das Schalter-Steuersignal Vc3 des dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44c "high" ist, nämlich von T9-T15 in Fig. 13, wodurch die positiven Halbwellen des Ausgangssignals Vd1 (das dem Ausgangssignal des Differenzierschaltkreises 38 von Fig. 7 ähnlich ist) von dem ersten RC-Schaltkreis 38a durchgelassen werden. Der Schalter 51 wird geschlossen, wenn das dritte Schalter-Steuersignal Vc3 low ist, nämlich von T3-T9 in Fig. 13, wodurch die negativen Halbwellen des Ausgangssignals Vd1 von dem ersten RC-Schaltkreis 38a durchgelassen werden. Somit wird das erste Motorgeschwindigkeitssignal Vs1 in Fig. 13 erhalten, das einer Zweiweg- Gleichrichtung des Ausgangssignals Vd1 des ersten RC-Schaltkreises 38a entspricht.
Falls dem Geschwindigkeitsdetektor-Schaltkreis 6b von Fig. 12 nur das zweite Rotorpositionssignal Vh2 zugeführt wird, werden die Schalter 42 und 52 in ähnlicher Weise durch das Schalter-Steuersignal Vc1 des ersten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44a gesteuert. Somit wird das in Fig. 13 gezeigte zweite Motorgeschwindigkeitssignal Vs2 erhalten.
Falls dem Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis von Fig. 12 nur das dritte Rotorpositionssignal Vh3 zugeführt wird, werden die Schalter 43 und 53 in ähnlicher Weise durch das Schalter-Steuersignal Vc2 des zweiten Binärsignalerzeugungsschaltkreises 44b gesteuert. Das dritte Motorgeschwindigkeitssignal Vs3 wird dann, wie in Fig. 13 gezeigt ist, erhalten.
Wie sein in Fig. 11 gezeigtes Äquivalent ist der erste Satz Schalter 41, 42 und 43 mit einem Eingang des ersten Operationsverstärker 57 verbunden. Der zweite Satz Schalter 51, 52 und 53 ist mit einem Eingang des zweiten Operationsverstärkers 60 verbunden. Der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 60 ist mit demselben Eingang des ersten Operationsverstärkers verbunden, mit dem auch der erste Satz Schalter 41, 42 und 43 verbunden ist. Somit kombiniert der zweite Operationsverstärker 60 die gleichgerichteten negativen Halbwellen der Spannungen Vd1, Vd2 und Vd3. Der erste Operationsverstärker 57 kombiniert die gleichgerichteten positiven Halbwellen der Spannungen Vd1, Vd2 und Vd3 und ferner das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers 60.
Wenn die drei Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 alle dem Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b von Fig. 12 zugeführt werden, gibt der erste Operationsverstärker 57 das unidirektionale Motorgeschwindigkeitssignal Vt von Fig. 13 aus, indem er die drei Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 addiert. Das so erhaltene Motorgeschwindigkeitssignal Vt hat einen niedrigen Brummfaktor. Dieses Motorgeschwindigkeitssignal wird dem Differenzverstärker 8, Fig. 1, zugeführt, wobei es zum Erzeugen des Motorgeschwindigkeitssteuersignals Vcon verwendet wird, das an den Motorerregerschaltkreis 2 angelegt wird.
Sechste Ausführungsform
Der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b von Fig. 12 kann zu einem Motorgeschwindigkeitssteuerschaltkreis, wie er in Fig. 14 gezeigt und darin im allgemeinen mit 50a bezeichnet ist, modifiziert werden, indem ein Inverter 59 und ein Widerstand R4 eingeführt werden. Wie in dem in Fig. 11 gezeigten Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 50 wird das Zielgeschwindigkeitssignal Vr auf der Eingangsleitung 7a dem ersten Operationsverstärker 57 über den Inverter 59 und den Widerstand R4 zugeführt. Der Motorgeschwindigkeitssteuerschaltkreis 50a ist in seinen anderen Bestandteilen dem in Fig. 12 gezeigten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6b ähnlich.
Der erste Operationsverstärker 57 dient nicht nur als Differenzierer und Addierer, sondern als Differenzverstärker zum Erzeugen des Motorgeschwindigkeitssignals Vcon. Das Zielgeschwindigkeitssignal Vr auf der Eingangsleitung 71 wird invertiert, bevor es dem ersten Operationsverstärker 57 über den Widerstand R4 zugeführt wird. Wegen der negativen Polarität des Zielgeschwindigkeitssignals wird ein Strom durch den Rückkoppelwiderstand R5 des ersten Operationsverstärkers 57 in Richtung des Inverters 59 fließen. Am Rückkoppelwiderstand R5 wird somit eine Stromsubtraktion durchgeführt, wonach der erste Operationsverstärker 57 das Geschwindigkeitssteuersignal Vcon als Differenz zwischen dem aktuellen Motorgeschwindigkeitssignal Vt und dem Zielgeschwindigkeitssignal Vr bereitstellt.
Siebte Ausführungsform
In Fig. 15 ist eine Modifikation 6c des in Fig. 12 dargestellten Geschwindigkeitsdetektorschaltkreises 6b gezeigt. Anstatt mit einem der Eingänge des ersten Operationsverstärkers 57, wie im Schaltkreis 6b von Fig. 12, verbunden zu sein, ist der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 60 dieses modifizierten Schaltkreises 6c über einen Inverter 70 mit einem Addierer 71 verbunden, an dem auch der Ausgang des ersten Operationsverstärkers 57 angeschlossen ist. Die anderen Bestandteile der Schaltung sind oben in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben.
Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers 57 und der invertierte Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 60 werden von dem Addierer 71 addiert, um das Motorgeschwindigkeitssignal Vt zur Weiterleitung an den Differenzverstärker 8, Fig. 1, über die Leitung 34, zu erhalten. Das so erhaltene Motorgeschwindigkeitssignal Vt ist dem vom Schaltkreis 6b in Fig. 12 erzeugten ähnlich.
Achte Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung ist auch zur Geschwindigkeitssteuerung von Motoren mit Bürsten anwendbar. In Fig. 16 ist eine Modifikation des Geschwindigkeitssteuerungssystems aus Fig. 1 dargestellt. Das modifizierte Geschwindigkeitssteuerungssystem für einen Gleichstrommotor 1a mit einem Paar Bürsten 81 und 82 hat eine Magnetscheibe 84. Der Gleichstrommotor 1a umfasst einen Stator 9a, einen Rotor 10a, eine Bürstenanordnung 80 mit den Bürsten 81 und 82 und eine Welle 83. Wie in Fig. 17 dargestellt, umfasst der Stator 9a ein Magnetpaar 86 und 87. Der Rotor 10a umfasst eine Wicklung 85 und einen nicht abgebildeten Kern. Die Wicklung 85 ist mit einem Motorerregerschaltkreis 2a verbunden. Der Motorerregerschaltkreis 2a umfasst eine Gleichspannungsversorgung 16 und einen Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17. Die Gleichspannungsversorgung 16 und der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 in Fig. 17 haben den gleichen Aufbau wie die Gegenstücke 16 und 17 in Fig. 3. Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 17 dient zum Steuern der Leistung, die der Wicklung 85 von der Gleichspannungsversorgung 16 zugeführt wird.
Die Welle 83 des Rotors 10a ist mit dem Zentrum der Magnetscheibe 84 verbunden. Daher rotiert die Magnetscheibe 84 synchron mit dem Rotor 10a. Die Magnetscheibe 84 ist in acht magnetische Nord- und acht magnetische Südpolabschnitte N und S unterteilt, die in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die drei magnetoelektrischen Konverter 3, 4 und 5, der Geschwindigkeitsdetektorschaltkreis 6, der Zielgeschwindigkeitssignalgenerator 7, und der Differenzverstärker 8 in Fig. 16 haben den gleichen Aufbau wie die Gegenstücke 3 bis 8 in Fig. 1.
Der erste, zweite und dritte magnetoelektrische Konverter 3, 4 und 5 sind dem Stator 9a zugeordnet und so angeordnet, dass sie einen magnetischen Fluß durch den Magneten 84 erfassen. Die elektrischen Winkel zwischen den magnetoelektrischen Konvertern 3-5, die um die Magnetscheibe 84 angeordnet sind, betragen 120°. Desweiteren entspricht die Beziehung zwischen der Magnetscheibe 84 und den magnetoelektrischen Konvertern 3-5 in Fig. 16 der Beziehung zwischen dem Rotor 10 und den Magnetpolsektionen N und S und den magnetoelektrischen Konvertern 3-5 in Fig. 2. Bei Rotation des Rotors 10a und der Magnetscheibe 84, relativ zum Stator 9a, werden der erste bis dritte magnetoelektrische Konverter 3-5 daher ein erstes bis drittes Rotorpositionssignal Vh1, Vh2 bzw. Vh3 in Form von sinusförmigen Wechselspannungen mit einer Phasenverschiebung von 120° jeweils zum nächsten Signal erzeugen (Fig. 5).
Die Lehre der Fig. 16 mit einer Magnetscheibe 84 ist nicht nur für die Ausführungsform der Fig. 1 anwendbar, sondern auch für die Ausführungsformen in Fig. 6, 7, 11, 12, 14 und 15.
Mögliche Modifikationen
Obwohl das erfindungsgemäße Motorgeschwindigkeitssteuersystem anhand verschiedener bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung durch die dargestellten Zeichnungen und deren Beschreibung zu beschränken. Im folgenden wird eine kurze Liste möglicher Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen angegeben.
  • 1. Die Lehre von Fig. 6, in der nur zwei magnetoelektrische Konverter zur Erzeugung dreier Rotorpositionssignale Vh1, Vh2 und Vh3 verwendet werden, ist nicht nur auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform anwendbar, sondern auch auf die Ausführungsformen der Fig. 7, 11, 12, 14 und 15.
  • 2. Entgegen der Darstellung in den Wellenformdiagrammen der Fig. 5, 10 und 13 können die Motorgeschwindigkeitssignale Vs1, Vs2 und Vs3 auch die negative Polarität aufweisen.
    Differenzierschaltkreise durch die Schalter 41, 42 und 43 der jeweiligen Ausführungsform herausgefiltert werden.
  • 3. Die Verzögerungsschaltkreise 47a und 47b und 47c der Fig. 11, 12, 14 und 15 könnten weggelassen werden, und die Wellenformungsschaltkreise 46a, 46b und 46c könnten direkt an die Verstärker 35, 36 und 37 angeschlossen sein.
  • 4. Die Eingangsleitung 7, der Inverter 59 und der Widerstand R4 der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform könnten weggelassen werden, und der Ausgang des Operationsverstärkers 57 könnte an dem Differenzverstärker 8 von Fig. 1 angeschlossen sein.
  • 5. Die Erfindung ist auf Gleichstrommotoren mit Bürsten und auf Wechselstrommotoren anwendbar.

Claims (60)

1. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konvertervorrichtung (3-5) zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10) bezüglich des Stators (9) angibt, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt:
  • a) eine Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) zum Differenzieren des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) und zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und eines dritten Ausgangssignals (Vd1, Vd2, Vd3) in einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3);
  • b) eine Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) zum Umwandeln des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • c) einen ersten Schalter (41), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das erste Ausgangssignal (Vd1) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das dritte Binärsignal (Vc3) in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • d) einen zweiten Schalter (42), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das zweite Ausgangssignal (Vd2) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das erste Binärsignal (Vc1) in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • e) einen dritten Schalter (43), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das dritte Ausgangssignal (Vd3) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das zweite Binärsignal (Vc2) in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • f) eine Addiereinrichtung (45), die mit dem ersten, zweiten und dritten Schalter (41, 42, 43) verbunden ist, um deren Ausgangssignale zu addieren und dadurch ein Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) bereitzustellen, das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • g) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • h) eine arithmetische Einrichtung (8), die mit der Addiereinrichtung (45) und dem Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) zu erzeugen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) darstellt; und
  • i) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
2. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) einen ersten, einen zweiten und einen dritten Differenzierschaltkreis (38-40) zum Differenzieren des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) umfaßt und das erste, zweite und dritte Ausgangssignal (Vd1, Vd2, Vd3) bereitstellt, die bezüglich des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 90° in der Phase vorauslaufen.
3. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) synchron mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) erzeugt.
4. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, der in der Lage ist, vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
5. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) erzeugen kann, die bezüglich des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30° in der Phase nachlaufen.
6. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) umfaßt:
  • a) einen ersten, zweiten und einen dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47 b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotationssignals in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
7. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verzögerungsschaltkreis (47a) eine Widerstandeinrichtung zum Kombinieren des ersten mit dem zweiten Rotorpositionssignal (Vh1; Vh2) im Verhältnis von 2 : 1 zu dem ersten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh1) umfaßt, wobei der zweite Verzögerungsschaltkreis (47b) eine Widerstandseinrichtung zum Kombinieren des zweiten mit dem dritten Rotorpositionssignal (Vh2; Vh3) in einem Verhältnis von 2 : 1 zu dem zweiten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh2) umfaßt, und wobei der dritte Verzögerungsschaltkreis (47c) eine Widerstandseinrichtung zum Kombinieren des dritten mit dem ersten Rotorpositionssignal (Vh1; Vh3) in einem Verhältnis 2 : 1 zu dem dritten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh3) umfaßt.
8. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) Phasendifferenzen von 120° aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) relativ zum Stator (9) angeben, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt:
  • a) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen ist;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem jeweiligen ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln, die eine vorgeschriebene Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) aufweisen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • c) einen Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • d) einen Rückkoppelswiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • e) eine Referenzspannungsquelle (Er), die mit einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers (57) verbunden ist;
  • f) einen ersten Schalter (41), der zwischen die erste Kapazität (C1) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57)geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • g) einen zweiten Schalter (42), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • h) einen dritten Schalter (43), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • i) einen vierten Schalter (51), der zwischen die erste Kapazität (C1) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • j) einen fünften Schalter (52), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • k) einen sechsten Schalter (53), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • l) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • m) eine arithmetische Einrichtung (8), die mit dem Operationsverstärker (57) und dem Zielgeschwindigkeitsgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) darstellt; und
  • n) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1 -Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
9. Motorgeschwindigkeitssteuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) synchron mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1 -Vh3) erzeugt.
10. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, der vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umformen kann, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
11. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3)erzeugen kann, die bezüglich des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30° in der Phase nachlaufen.
12. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfaßt:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
13. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) Phasendifferenzen von 120° aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) relativ zum Stator (9) angeben, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt:
  • a) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in den jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad geschaltet sind;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem jeweiligen ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln, die eine vorgeschriebene Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) aufweisen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • c) einen Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Geschwindigkeitssteuersignafs (Vcon), das eine Differenz zwischen einer aktuellen und einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • d) einen Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einen Ausgang und einen ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist;
  • e) eine Referenzspannungsquelle (Er), die mit einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers (57) verbunden ist;
  • f) einen ersten Schalter (41), der zwischen die erste Kapazität (C1) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und durch das dritte Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem vorgeschriebenen ersten Zustand befindet;
  • g) einen zweiten Schalter (42), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem vorgeschriebenen ersten Zustand befindet;
  • h) einen dritten Schalter (43), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und der von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • i) einen vierten Schalter (51), der zwischen die erste Kapazität (C1) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • j) einen fünften Schalter (52), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • k) einen sechsten Schalter (53), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • l) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • m) eine Invertereinrichtung (59), die zwischen den Zielgeschwindigkeits­ signalgenerator (7) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist, damit letzterer das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) erzeugt; und
  • n) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) des Operationsverstärkers (57) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben.
14. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, die vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umformen können, die als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
15. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfaßt:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), der mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden ist, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal, (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln.
16. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) eine Phasendifferenz von 120° aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) gegenüber dem Stator (9) angeben, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfaßt:
  • a) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die in dem jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1 -Vh3) umzuwandeln, wobei jedes Binärsignal einen ersten und eine zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • c) einen ersten Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • d) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5) der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • e) einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • f) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • g) eine Einrichtung, die zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • h) eine Referenzspannungsquelle (Er), die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • i) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • j) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • k) einen dritten Schalter (43), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • m) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • n) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • o) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • p) eine arithmetische Einrichtung (8), die zwischen dem ersten Operationsverstärker (57) und dem Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) angeschlossen ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) zu erzeugen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) angibt; und
  • q) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
17. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die in der Lage sind, vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
18. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln.
19. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konverteinrichtung (3-5) zum Erzeugen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) eine Phasendifferenz von 120° aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) relativ zum Stator (9) angeben, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) Eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) in einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) umzuwandeln, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten Zustand aufweist;
  • c) einen ersten Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Geschwindigkeitssteuersignals (Vcon), das eine Differenz zwischen einer aktuellen und einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • d) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • e) einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • f) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • g) eine Einrichtung, die zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • h) eine Referenzspannungsquelle (Er), die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • i) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • j) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • k) einen dritten Schalter (43), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • m) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • n) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • o) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • p) eine Invertereinrichtung (59), die zwischen dem Zielgeschwindigkeits­ signalgenerator (7) und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist, damit letzerer das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) erzeugen kann; und
  • q) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) des ersten Operationsverstärkers (57) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
20. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umformen können.
21. Motorschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
22. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) mit Statorwicklungen, einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10) und einer magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) zum Erzeugen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) eine Phasendifferenz von 120° aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) relativ zum Stator (9) angeben, wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) Eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) umzuformen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • c) einen ersten und einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • d) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • e) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • f) eine Referenzsspannungsquelle, die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • g) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • h) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • i) einen dritten Schalter (43), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • j) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist.
  • k) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • m) einen lnverterschaltkreis, der mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) verbunden ist;
  • n) einen Addierer (45) zum Erzeugen eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt, indem die Ausgangssignale des ersten Operationsverstärkers (57) und des Inverterschaltkreises kombiniert werden;
  • o) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • p) eine arithmetische Einheit (8), die mit dem Addierer (45) und dem Zielgeschwindigkeitsgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) angibt; und
  • q) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
23. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umformen können.
24. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) Einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
25. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9), einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindkeitssteuersystem umfasst:
  • a) einen Magnet (84), der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) eine magnetoelektrische Konvertervorrichtung (3-5), die aus einer Vielzahl von magnetoelektrischen Konvertern (3-5) besteht, die entlang des Magneten (84) angeordnet sind, um ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10a) bezüglich des Stators (9a) angibt;
  • c) eine Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) zum Differenzieren des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) und zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und eines dritten Ausgangssignals (Vd1, Vd2, Vd3) in einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3);
  • d) eine Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) zum Umwandeln des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • e) einen ersten Schalter (41), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das erste Ausgangssignal (Vd1) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das dritte Binärsignal (Vc3) in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • f) einen zweiten Schalter (42), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das zweite Ausgangssignal (Vd2) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das erste Binärsignal (Vc1)in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • g) einen dritten Schalter (43), der mit der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) und der Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) verbunden ist, um das dritte Ausgangssignal (Vd3) der Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) durchzuleiten, wenn das zweite Binärsignal (Vc2) in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • h) eine Addiereinrichtung (45), die mit dem ersten, zweiten und dritten Schalter (41, 42, 43) verbunden ist, um deren Ausgangssignale zu addieren und dadurch ein Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) bereitzustellen, das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • i) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • j) eine arithmetische Einrichtung (8), die mit der Addiereinrichtung (45) und dem Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) zu erzeugen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) darstellt; und
  • k) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
26. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
27. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
28. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltkreiseinrichtung (38-40) einen ersten, einen zweiten und einen dritten Differenzierschaltkreis (38-40) zum Differenzieren des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) umfaßt und das erste, zweite und dritte Ausgangssignal (Vd1, Vd2, Vd3) bereitstellt, die bezüglich des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 90° in der Phase vorauslaufen.
29. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) synchron mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) erzeugt.
30. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, der in der Lage ist, vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
31. Motorgeschwindkeitssteuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) erzeugen kann, die bezüglich des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30° in der Phase nachlaufen.
32. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignalerzeugungsschaltkreiseinrichtung (44) umfaßt:
  • a) einen ersten, zweiten und einen dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47 b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotationssignals in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
33. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verzögerungsschaltkreis (47a) eine Widerstandeinrichtung zum Kombinieren des ersten mit dem zweiten Rotorpositionssignal (Vh1; Vh2) im Verhältnis von 2 : 1 zu dem ersten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh1) umfaßt, wobei der zweite Verzögerungsschaltkreis (47b) eine Widerstandseinrichtung zum Kombinieren des zweiten mit dem dritten Rotorpositionssignal (Vh2; Vh3) in einem Verhältnis von 2 : 1 zu dem zweiten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh2) umfaßt, und wobei der dritte Verzögerungsschaltkreis (47c) eine Widerstandseinrichtung zum Kombinieren des dritten mit dem ersten Rotorpositionssignal (Vh1; Vh3) in einem Verhältnis 2 : 1 zu dem dritten verzögerten Rotorpositionssignal (Vh3) umfaßt.
34. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9), einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindkeitssteuersystem umfasst:
  • a) . . . der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) eine magnetoelektrische Konvertervorrichtung (3-5), die aus einer Vielzahl von magnetoelektrischen Konvertern (3-5) besteht, die entlang des Magneten (84) angeordnet sind, um ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10a) bezüglich des Stators (9a) angibt;
  • c) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen ist;
  • d) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem jeweiligen ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln, die eine vorgeschriebene Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) aufweisen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • e) einen Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • f) einen Rückkoppelswiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • g) eine Referenzspannungsquelle (Er), die mit einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers (57) verbunden ist;
  • h) einen ersten Schalter (41), der zwischen die erste Kapazität (C1) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet.
  • i) einen zweiten Schalter (42), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • j) einen dritten Schalter (43), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • k) einen vierten Schalter (51), der zwischen die erste Kapazität (C1) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • l) einen fünften Schalter (52), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • m) einen sechsten Schalter (53), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • n) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • o) eine arithmetische Einrichtung (8), die mit dem Operationsverstärker (57) und dem Zielgeschwindigkeitsgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) darstellt; und
  • p) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
35. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
36. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
37. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) synchron mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) erzeugt.
38. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, der vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umformen kann, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
39. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) das erste zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) erzeugen kann, die bezüglich des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30° in der Phase nachlaufen.
40. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°;
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
41. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) und einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) einen Magnet (84), der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) einer magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) zum Bereitstellen eines ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) auf einem zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad, wobei die Rotorpositionssignale (Vh1-Vh3) Phasendifferenzen von 1200 aufweisen und jeweils die Winkelposition des Rotors (10) relativ zum Stator (9) angeben;
  • c) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in den jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad geschaltet sind;
  • d) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem jeweiligen ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln, die eine vorgeschriebene Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) aufweisen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • e) einen Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Geschwindigkeitssteuersignals (Vcon), das eine Differenz zwischen einer aktuellen und einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • f) einen Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einen Ausgang und einen ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist;
  • g) eine Referenzspannungsquelle (Er), die mit einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers (57) verbunden ist;
  • h) einen ersten Schalter (41), der zwischen die erste Kapazität (C1) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und durch das dritte Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem vorgeschriebenen ersten Zustand befindet;
  • i) einen zweiten Schalter (42), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem vorgeschriebenen ersten Zustand befindet;
  • j) einen dritten Schalter (43), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist und der von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • k) einen vierten Schalter (51), der zwischen die erste Kapazität (C1) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • l) einen fünften Schalter (52), der zwischen die zweite Kapazität (C2) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • m) einen sechsten Schalter (53), der zwischen die dritte Kapazität (C3) und die Referenzspannungsquelle (Er) geschaltet ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn sich letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand befindet;
  • n) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • o) eine Invertereinrichtung (59), die zwischen den Zielgeschwindigkeits­ signalgenerator (7) und den ersten Eingang des Operationsverstärkers (57) geschaltet ist, damit letzterer das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) erzeugt; und
  • p) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) des Operationsverstärkers (57) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben.
42. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
43. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
44. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfaßt, der in der Lage ist, vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen umzuformen, die als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) verwendet werden.
45. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), der mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden ist, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal, (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln.
46. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) und einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) einen Magnet (84), der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) eine magnetoelektrische Konvertervorrichtung (3-5), die aus einer Vielzahl von magnetoelektrischen Konvertern (3-5) besteht, die entlang des Magneten (84) angeordnet sind, um ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10a) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • c) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen ist;
  • d) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die in dem jeweiligen ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) umzuwandeln, wobei jedes Binärsignal einen ersten und eine zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • e) einen ersten Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • f) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • g) einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • h) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • i) eine Einrichtung, die zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • j) eine Referenzspannungsquelle (Er), die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • k) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • m) einen dritten Schalter (43), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • n) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • o) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • p) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • q) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • r) eine arithmetische Einrichtung (8), die zwischen dem ersten Operationsverstärker (57) und dem Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) angeschlossen ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) zu erzeugen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) angibt; und
  • s) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
47. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertoereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
48. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
49. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die in der Lage sind, vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
50. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuwandeln.
51. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) und einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) mit einem Magneten (84), der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) eine magnetoelektrische Konvertervorrichtung (3-5), die aus einer Vielzahl von magnetoelektrischen Konvertern (3-5) besteht, die entlang des Magneten (84) angeordnet sind, um ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10a) bezüglich des Stators (9a) angibt;
  • c) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • d) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad verbunden sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) in einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) umzuwandeln, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten Zustand aufweist;
  • e) einen ersten Operationsverstärker (57) zum Ausgeben eines Geschwindigkeitssteuersignals (Vcon), das eine Differenz zwischen einer aktuellen und einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit des Motors angibt;
  • f) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • g) einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • h) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • i) eine Einrichtung, die zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • j) eine Referenzspannungsquelle (Er), die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • k) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • m) einen dritten Schalter (43), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • n) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • o) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • p) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • q) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • r) eine Invertereinrichtung (59), die zwischen dem Zielgeschwindigkeits­ signalgenerator (7) und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist, damit letzerer das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) erzeugen kann; und
  • s) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) des ersten Operationsverstärkers (57) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
52. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertoereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
53. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
54. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umformen können.
55. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44) umfasst:
  • a) einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
56. Geschwindigkeitssteuersystem für einen Motor des Typs mit einem Stator (9) und einem relativ zum Stator (9) drehbaren Rotor (10), wobei das Motorgeschwindigkeitssteuersystem umfasst:
  • a) einen Magneten (84), der an den Rotor (10a) gekoppelt ist und eine Vielzahl magnetischer Nord- und eine Vielzahl magnetischer Südpolsektionen aufweist, die auf seinem Umfang abwechselnd angeordnet sind;
  • b) eine magnetoelektrische Konvertervorrichtung (3-5), die aus einer Vielzahl von magnetoelektrischen Konvertern (3-5) besteht, die entlang des Magneten (84) angeordnet sind; um ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, wobei jedes Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) die Winkelposition des Rotors (10a) bezüglich des Stators (9a) angibt;
  • c) eine erste, zweite und dritte Kapazität (C1, C2, C3), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind;
  • d) einen ersten, zweiten und dritten Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c), die in dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignalpfad vorgesehen sind, um das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) in ein erstes, zweites und drittes Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) mit einer vorgeschriebenen Phasenbeziehung zu dem ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) umzuformen, wobei jedes Binärsignal einen ersten und einen zweiten vorgeschriebenen Zustand aufweist;
  • e) einen ersten und einen zweiten Operationsverstärker (60);
  • f) einen ersten Rückkoppelwiderstand (R5), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist;
  • g) einen zweiten Rückkoppelwiderstand (R6), der zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • h) eine Referenzsspannungsquelle, die zwischen einem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) und einem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist;
  • i) einen ersten Schalter (41), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem zweiten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • j) einen zweiten Schalter (42), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzteres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • k) einen dritten Schalter (43), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des ersten Operationsverstärkers (57) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem ersten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • l) einen vierten Schalter (51), der zwischen der ersten Kapazität (C1) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem dritten Binärsignal (Vc3) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist.
  • m) einen fünften Schalter (52), der zwischen der zweiten Kapazität (C2) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem ersten Binärsignal (Vc1) geschlossen werden kann, wenn letzeres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • n) einen sechsten Schalter (53), der zwischen der dritten Kapazität (C3) und dem ersten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (60) angeschlossen ist und von dem zweiten Binärsignal (Vc2) geschlossen werden, wenn letzteres in dem zweiten vorgeschriebenen Zustand ist;
  • o) einen Inverterschaltkreis, der mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (60) verbunden ist;
  • p) einen Addierer (45) zum Erzeugen eines Motorgeschwindigkeitssignals (Vt), das eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt, indem die Ausgangssignale des ersten Operationsverstärkers (57) und des lnverterschaltkreises kombiniert werden;
  • q) einen Zielgeschwindigkeitssignalgenerator (7) zum Erzeugen eines Zielgeschwindigkeitssignals (Vr), das eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Motors darstellt;
  • r) eine arithmetische Einheit (8), die mit dem Addierer (45) und dem Zielgeschwindigkeitsgenerator (7) verbunden ist, um ein Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen dem Motorgeschwindigkeitssignal (Vt) und dem Zielgeschwindigkeitssignal (Vr) angibt; und
  • s) einen Motorerregerschaltkreis (2), der sowohl auf das erste, zweite und dritte Rotorpositionssignal (Vh1-Vh3) der magnetoelektrischen Konvertereinrichtung (3-5) als auch auf das Geschwindigkeitssteuersignal (Vcon) der arithmetischen Einrichtung (8) reagiert, um den Motor mit der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
57. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertoereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten magnetoelektrischen Konverter (3-5) umfasst zum Bereitstellen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3), die untereinander eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
58. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoelektrische Konvertereinrichtung einen ersten und einen zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) umfasst, die um den Magneten (84) angeordnet sind, zur Bereitstellung eines ersten und zweiten Rotorpositionssignals (Vh1, Vh2) mit einer Phasendifferenz von 120°, und einen dritten Schaltkreis zur Bestimmung der Rotorposition, der mit dem ersten und dem zweiten magnetoelektrischen Konverter (3, 4) verbunden ist und der das dritte Signal zur Bestimmung der Rotorposition aus dem ersten (Vh1) und dem zweiten Signal (Vh2) der Rotorposition erzeugt.
59. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Binärsignalerzeugungsschaltkreis (44a-44c) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c) umfassen, die vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite bzw. dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umformen können.
60. Motorgeschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärsignalerzeugungsschaltkreis umfasst:
  • a) Einen ersten, zweiten und dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) zum Verzögern der Phase des ersten, zweiten bzw. dritten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) um 30°; und
  • b) einen ersten, zweiten und dritten Wellenformungsschaltkreis (46a-46c), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Verzögerungsschaltkreis (47a, 47b, 47c) verbunden sind, um vorgeschriebene Halbwellen des ersten, zweiten und dritten verzögerten Rotorpositionssignals (Vh1-Vh3) in eine erste, zweite und dritte Folge von Rechteckwellen zur Verwendung als das erste, zweite und dritte Binärsignal (Vc1, Vc2, Vc3) umzuformen.
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