DE10110265C2 - Schaltungsanordnung und Verfahren zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlagerten periodischen Spannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspan­ nungen überlagerten periodischen Spannung.

Eine solche von Störspannungen überlagerte periodische Span­ nung entsteht beispielsweise an einem Kommutatormotor. Ein Kommutator-Motor ist ein mit Gleichstrom betriebener Motor, der in der Regel einen Stator und einen Rotor aufweist. Damit durch Gleichstrom ein magnetisches Wechselfeld erzeugt werden kann, der zu einer Rotation des Rotors führt, weist der Kom­ mutator-Motor einen Kommutator auf mit einer Anzahl an Seg­ menten (Lamellen), die der doppelten Anzahl an Magnete bil­ denden und vom Gleichstrom durchflossenen Motorwicklungen entspricht. Durch die Kommutierung entsteht in der Spannung am Kommutator-Motor eine Welligkeit. Die Frequenz der Wellig­ keit ist proportional zur Drehzahl des Kommutator-Motors. Folglich lässt sich durch Ermittlung der Frequenz der Wellig­ keit die Drehzahl des Kommutator-Motors bestimmen.

Die Ermittlung der Drehzahl des Kommutator-Motors und damit die Ermittlung der Frequenz der Welligkeit sind beispielswei­ se dann hilfreich, wenn die Drehzahl des Kommutator-Motors geregelt oder gesteuert werden soll. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Kommutator-Motor, der einen Fensterheber, einen Lüfter in einer Standheizung oder ein Schiebedach eines Kraftfahrzeugs antreibt.

Durch die DE 44 22 083 A1 sind ein Verfahren und eine Ein­ richtung zur Drehzahlermessung eines mechanisch kommutierten Gleichstrommotors bekannt, wobei eine Gleichstromankopplung des Motors an eine Erfassungsvorrichtung vorgesehen ist; über einen ersten Verstärker wird das erfasste Signal verstärkt und über ein Siebglied an einen zweiten Verstärker weiterge­ geben. Das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers wird zur Ausblendung fehlerhafter Doppel-Kommutierungssignale über einen Phasenschieber und einen Analogaddierer mit einem dritten Verstärker einer Signalaufbereitung zugeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aufwandsarme Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlagerten periodischen Spannung anzugeben, durch die Frequenz zuverlässig bestimmt werden kann. Ferner soll ein Verfahren zur Ermittlung der Frequenz einer durch Stör­ spannungen überlagerten periodischen Spannung angegeben wer­ den.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlager­ ten periodischen Spannung mit folgenden Merkmalen: Die Schal­ tungsanordnung weist mindestens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss zur Aufnahme der Spannung auf. Es ist eine Wechselspannungskopplung zur Entfernung des Gleichstrom­ anteils der Spannung vorgesehen, die dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss nachgeschaltet ist. Ein Komparator der Schaltungsanordnung ist der Wechselspannungskopplung nachge­ schaltet und weist einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss auf. Die Schaltungsanordnung ist derart ausgestaltet, dass der Wechselspannungsanteil der Spannung dem Komparator über den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss zweimal, jedoch phasenversetzt zugeführt wird. Die Schal­ tungsanordnung weist ein mit dem Ausgangsanschluss des Kompa­ rators verbundenes Mittel zum Auswerten der Frequenz des Aus­ gangssignals am Ausgangsanschluss des Komparators auf.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Er­ mittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlagerten periodischen Spannung, bei dem der Wechselspannungsanteil der Spannung einem Komparator zweimal, jedoch phasenversetzt, zu­ geführt wird. Die Frequenz der Spannung wird aus der Frequenz des aus dem Komparator austretenden Ausgangssignals ermit­ telt.

Durch die Wechselspannungskopplung wird der Wechselspannungs­ anteil aus der Spannung herausgelöst. Dieser Wechselspan­ nungsanteil enthält den periodischen Anteil der Spannung so­ wie Störfrequenzen, die z. B. von außen eingestrahlt werden. Im Komparator wird dieser Wechselspannungsanteil mit seinem Abbild verglichen. Je nachdem welcher der beiden phasenver­ schobenen Wechselspannungsanteile gerade größer ist, liegt am Ausgangsanschluss des Komparators eine Spannung an oder nicht. Das Ausgangssignal des Komparators ist also rechteck­ förmig. Die Frequenz des Ausgangssignals ist gleich der Fre­ quenz der Spannung. Folglich lässt sich durch Bestimmung der Frequenz des Ausgangssignals am Ausgangsanschluss des Kompa­ rators die Frequenz der Spannung ermitteln.

Durch das beschriebene Verfahren lässt sich die Frequenz der Spannung zuverlässig bestimmen, da das Verfahren hinsichtlich Störspannungen, die den periodischen Teil der Spannung über­ lagern, selbstkompensierend ist. Die Selbstkompensation wird erzielt, indem der Wechselspannungsanteil der Spannung mit seinem phasenverschobenen Abbild im Komparator verglichen wird. Im Gegensatz zu einem fest vorgegebenen Schwellwert, mit dem der Wechselspannungsanteil verglichen wird, enthält das zeitlich veränderliche Abbild des Wechselspannungsanteils gerade die Störspannungen, die auch der zu untersuchende Wechselspannungsanteil aufweist. Da der Wechselspannungsan­ teil und sein als Schwellwert dienendes Abbild identische Störspannungen aufweisen, kompensieren sich die Störspannun­ gen beim Vergleich der phasenverschobenen Wechselspannungsan­ teile im Komparator und haben im wesentlichen keinen Einfluss auf das Ausgangssignal.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch den Ver­ gleich des Wechselspannungsanteils mit seinem phasenverscho­ benen Abbild eine sichere Periodendetektion ermöglicht wird, auch bei überlagerten Störungen und bei nicht sinusförmiger Periodizität der Spannung.

Die Schaltungsanordnung und das Verfahren können verwendet werden, um die Drehzahl eines Kommutator-Motors zu ermitteln. Die Spannung, deren Frequenz ermittelt wird, ist in diesem Fall eine Spannung, die eine durch den Kommutator des Kommu­ tator-Motors erzeugte Welligkeit aufweist. Die Welligkeit ist der periodische Anteil der Spannung, dessen Frequenz bestimmt werden soll. Da die Frequenz der Welligkeit proportional zur Drehzahl des Kommutator-Motors ist, lässt sich durch Bestim­ mung der Frequenz der Welligkeit die gesuchte Drehzahl ermit­ teln. Die Ermittlung der Drehzahl des Kommutator-Motors aus der Frequenz der Welligkeit erfordert nur einen geringen Re­ chenbedarf, nämlich nur eine Division entsprechend der Anzahl der Segmente.

Um niederfrequente Störspannungen aus der Spannung herauszu­ filtern, ist es vorteilhaft, einen Tiefpassfilter vorzusehen. Die Wirkung des Tiefpassfilters ist besonders effektiv, wenn der Tiefpassfilter der Wechselspannungskopplung vorgeschaltet ist.

Der Tiefpassfilter weist beispielsweise mindestens einen zweiten Kondensator und einen ersten Widerstand auf, wobei der erste Widerstand zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Kondensator geschaltet ist, und der zweite Kondensa­ tor zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Anschluss geschaltet ist.

Um die Phasenverschiebung zwischen den dem Komparator zuge­ führten Wechselspannungsanteilen der Spannung zu erzeugen, kann mindestens ein erstes Phasendrehglied vorgesehen sein, der dem ersten Eingangsanschluss des Komparators vorgeschal­ tet ist. Zusätzlich kann ein zweites Phasendrehglied vorgese­ hen sein, der dem zweiten Eingangsanschluss des Komparators vorgeschaltet ist. Das erste Phasendrehglied und das zweite Phasendrehglied verschieben die Phasen unterschiedlich stark.

Es ist vorteilhaft, ein Mittel zur Bildung eines festen Wech­ selspannungsnullpunkts vorzusehen.

Zum einen lässt sich das Mittel zur Bildung eines festen Wechselspannungsnullpunkts für die Realisierung der Phasen­ drehglieder verwenden. Dazu weist das erste Phasendrehglied beispielsweise einen fünften Widerstand und einen vierten Kondensator auf, während das zweite Phasendrehglied einem sechsten Widerstand und einen fünften Kondensator umfasst. Der fünfte Widerstand ist zwischen dem ersten Eingangsan­ schluss des Komparators und der Wechselspannungskopplung ge­ schaltet. Der sechste Widerstand ist zwischen dem zweiten Eingangsanschluss des Komparators und der Wechselspannungs­ kopplung geschaltet. Der vierte Kondensator ist zwischen dem ersten Eingangsanschluss des Komparators und dem Wechselspan­ nungsnullpunkt geschaltet. Der fünfte Kondensator ist zwi­ schen dem zweiten Eingangsanschluss des Komparators und dem Wechselspannungsnullpunkt geschaltet.

Zum anderen lässt sich der Wechselspannungsanteil der Span­ nung an den Wechselspannungsnullpunkt klemmen, so dass die Amplitude des Wechselspannungsanteils einen gewissen Schwellwert nicht überschreiten kann. Dadurch wird der Ar­ beitsbereich des Komparators eingehalten.

Das Klemmen lässt sich durch eine Begrenzerschaltung reali­ sieren, die im Wesentlichen aus zwei antiparallel verschalte­ ten Dioden besteht, die zwischen dem Wechselspannungsnull­ punkt und einem zweiten Knotenpunkt geschaltet sind. Der zweite Knotenpunkt liegt zwischen der Wechselspannungskopp­ lung und dem fünften Widerstand.

Das Vorsehen eines festen Wechselspannungsnullpunkts ermög­ licht es darüber hinaus, den Wechselspannungsanteil der Span­ nung an den Wechselspannungsnullpunkt zu koppeln, so dass ein Driften des Mittelpunkts des Arbeitsbereichs des Komparators durch z. B. Leckströme, die z. B. im Komparator entstehen, vermieden wird.

Die Kopplung wird beispielsweise durch einen vierten Wider­ stand realisiert, der zwischen dem zweiten Knotenpunkt und dem Wechselspannungsnullpunkt geschaltet ist.

Das Mittel zur Bildung eines festen Wechselspannungsnull­ punkts kann beispielsweise einen zweiten Widerstand, einen dritten Widerstand, einen Spannungsanschluss und einen Groun­ danschluss umfassen. Der zweite Widerstand ist mit dem Span­ nungsanschluss verbunden. Der dritte Widerstand ist mit dem Groundanschluss verbunden. Der zweite Widerstand und der dritte Widerstand sind miteinander verbunden. Der Wechsel­ spannungsnullpunkt liegt zwischen dem zweiten Widerstand und dem dritten Widerstand.

Vorzugsweise weist die Schaltungsanordnung einen siebten Wi­ derstand auf, der zwischen dem ersten Eingangsanschluss des Komparators und dem Ausgangsanschluss des Komparators ge­ schaltet ist. Durch den siebten Widerstand erhält der Kompa­ rator eine hystereseförmige Umschaltschwelle, damit kleinere Spannungsschwankungen nicht bereits zu einem Umschalten des Komparators führen, so dass kleinere Störspannungen herausge­ filtert werden. Durch den siebten Widerstand lässt sich bestimmen, ab welcher Amplitude ein Spannungssignal vom Kom­ parator erkannt wird.

Vorzugsweise weist die Schaltungsanordnung einen achten Wi­ derstand auf, der zwischen dem Ausgangsanschluss des Kompara­ tors und einem Spannungsanschluss geschaltet ist. Der Span­ nungsanschluss kann mit dem Spannungsanschluss des Mittels zur Bildung des Wechselspannungsnullpunkts identisch sein. Der achte Widerstand bildet einen pull-up-Widerstand für den open-collector-Ausgang des Komparators.

Damit die Schnittstellen der beiden phasenverschobenen Wech­ selspannungsanteile durch den Komparator schnell erkannt wer­ den können, beträgt die Phasenunterschied der Wechselspan­ nungsanteile vorzugsweise mehr als etwa fünf Grad. Eine be­ sonders zuverlässige und schnelle Detektion der Schnittstel­ len der phasenverschobenen Wechselspannungsanteile lässt sich erzielen, wenn die Phasenversetzung mehr als etwa zehn Grad beträgt.

Die Frequenz des Ausgangssignals am Ausgangsanschluss des Komparators wird beispielsweise durch einen Microcontroller oder ein anderes Messsystem ausgewertet.

Soll die Drehzahl eines Kommutator-Motors bestimmt werden, so lässt sich die Spannung, die eine durch den Kommutator des Kommutator-Motors erzeugte Welligkeit aufweist, auf verschie­ dene Weise erhalten:
Zum einen kann der Kommutator-Motor zwischen dem ersten An­ schluss und dem zweiten Anschluss geschaltet sein. In diesem Fall arbeitet der Kommutator-Motor während der Drehzahler­ mittlung als Generator. Der durch den Kommutator-Motor er­ zeugte Strom wird vorzugsweise größtenteils durch eine erste Diode geleitet.

Alternativ bildet der Kommutator-Motor mit einem neunten Wi­ derstand eine Reihenschaltung, wobei die Reihenschaltung an einer Spannungsversorgung angeschlossen ist. Der neunte Wi­ derstand ist zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss geschaltet. In diesem Fall wird der Kommutator­ Motor durch die Spannungsversorgung gespeist und arbeitet während der Drehzahlermittlung im Motorbetrieb. Die von der Schaltungsanordnung zu untersuchende Spannung wird am neunten Widerstand abgegriffen. Damit durch die Schaltungsanordnung möglichst wenig Strom fließt, weist der neunte Widerstand ei­ nen möglichst geringen elektrischen Widerstand auf.

Je mehr Segmente der Kommutator aufweist, umso kleinere Dreh­ zahlen des Motors lassen sich noch messen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild mit einer Schaltungsanordnung, einem Kommutator-Motor, einer ersten Diode, und einer Spannungsversorgung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf von phasenverschobenen Wechselspannungsanteilen, die einem Komparator zu­ geführt werden, sowie den zeitlichen Verlauf des zugehörigen Ausgangssignals des Komparators.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild mit einer zweiten Schaltungs­ anordnung, einem Kommutator-Motor, einer ersten Diode, einem neunten Widerstand und einer Spannungsversorgung gemäß eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Kommutator-Motor M vorgesehen, der im Motorbetrieb von einer Spannungsversor­ gung S gespeist wird (siehe Fig. 1). Zwischen der Spannungs­ versorgung S und dem Motor M ist ein Umschalter U vorgesehen, durch den der Motor M von der Spannungsversorgung S abgekop­ pelt werden kann. Umschaltvorgänge werden sowohl bei der Tak­ tung des Motors M als auch bei der Ermittlung der Drehzahl des Motors M durchgeführt.

Der Motor M weist einen Kommutator mit vierzehn Segmenten auf, zwischen denen sieben Magnetwicklungen geschaltet sind.

Eine erste Diode D1 ist parallel zum Kommutator-Motor M ge­ schaltet und wirkt als Freilaufdiode.

Es ist eine Schaltungsanordnung SA vorgesehen, die einen ers­ ten Anschluss A1 und einen zweiten Anschluss A2 aufweist, zwischen denen der Motor M und die Diode D1 geschaltet sind.

Die Schaltungsanordnung SA weist einen Tiefpassfilter auf, der aus einem ersten Widerstand R1, einem ersten Kondensator C1 und einem zweiten Kondensator C2 besteht. Ferner weist die Schaltungsanordnung SA eine Wechselspannungskopplung auf, die aus einem dritten Kondensator C3 besteht. Die Schaltungsan­ ordnung SA weist ein erstes Phasendrehglied auf, das einen fünften Widerstand R5 und einen vierten Kondensator C4 um­ fasst. Die Schaltungsanordnung SA weist ein zweites Phasen­ drehglied auf, das einen sechsten Widerstand R6 und einen fünften Kondensator C5 umfasst.

Ein Groundanschluss GA der Schaltungsanordnung SA ist mit dem ersten Anschluss A1 verbunden.

Der erste Widerstand R1 ist zwischen dem zweiten Anschluss A2 und einem ersten Knotenpunkt K1 geschaltet. Der zweite Kon­ densator C2 ist zwischen dem ersten Knotenpunkt K1 und dem Groundanschluss GA geschaltet. Der erste Kondensator C1 ist zwischen einem Spannungsanschluss SP der Schaltungsanordnung SA und dem ersten Widerstand R1 geschaltet. Der dritte Kon­ densator C3 ist zwischen dem ersten Knotenpunkt K1 und einem zweiten Knotenpunkt K2 geschaltet.

Die Schaltungsanordnung SA weist ein Mittel zur Bildung eines festen Wechselspannungsnullpunkts auf, der einen zweiten Wi­ derstand R2, einen dritten Widerstand R3, den Spannungsan­ schluss SP und den Groundanschluss GA umfasst.

Der zweite Widerstand R2 ist zwischen dem Spannungsanschluss SP und einem dritten Knotenpunkt K3A geschaltet. Der dritte Widerstand R3 ist zwischen dem Groundanschluss GA und dem dritten Knotenpunkt K3B geschaltet. Der dritte Knotenpunkt K3A, K3B bildet den Wechselspannungsnullpunkt. In Fig. 1 wurde der dritte Knotenpunkt der besseren Übersichtlichkeit halber in zwei direkt miteinander verbundenen, gleichwertigen Knotenpunkte K3A, K3B unterteilt.

Die Schaltungsanordnung SA weist zwei antiparallel verschal­ tete Dioden D2, D3 auf, die zwischen dem zweiten Knotenpunkt K2 und dem dritten Knotenpunkt K3B geschaltet sind.

Der fünfte Widerstand R5 ist zwischen dem zweiten Knotenpunkt K2 und dem ersten Eingangsanschluss E1 eines Komparators K geschaltet. Der sechste Widerstand R6 ist zwischen dem zwei­ ten Knotenpunkt K2 und dem zweiten Eingangsanschluss E2 des Komparators K geschaltet. Der vierte Kondensator C4 ist zwi­ schen dem ersten Eingangsanschluss E1 des Komparators K und dem dritten Knotenpunkt K3B geschaltet. Der fünfte Kondensa­ tor C5 ist zwischen dem zweiten Eingangsanschluss E2 des Kom­ parators K und dem dritten Knotenpunkt K3B geschaltet.

Die Schaltungsanordnung SA weist einen vierten Widerstand R4 auf, der zwischen dem zweiten Knotenpunkt K2 und dem dritten Knotenpunkt K3A geschaltet ist.

Die Schaltungsanordnung SA weist einen siebten Widerstand R7 auf, der zwischen dem ersten Eingangsanschluss E1 des Kompa­ rators K und dem Ausgangsanschluss A des Komparators K ge­ schaltet ist.

Die Schaltungsanordnung SA weist einen achten Widerstand R8 auf, der zwischen dem Ausgangsanschluss A des Komparators K und dem Spannungsanschluss SP geschaltet ist.

Die Schaltungsanordnung SA weist einen Microcontroller auf, der mit dem Ausgangsanschluss A des Komparators K verbunden ist.

Um die Drehzahl des Motors M zu ermitteln, wird der Motor M von der Spannungsversorgung S getrennt, so dass der Motor M im Generatorbetrieb arbeitet. Dadurch erzeugt der Motor M ei­ nen Strom, der durch die erste Diode D1 fließt. Die Spannung am Motor M wird durch die Schaltungsanordnung SA abgegriffen. Aufgrund des Kommutators des Motors M weist die Spannung eine Welligkeit auf. In der Regel wird die Welligkeit von Stör­ spannungen überlagert.

Durch den Tiefpassfilter werden niederfrequente Störungen aus der Spannung herausgefiltert. Durch die Wechselspannungskopp­ lung wird der Gleichspannungsanteil der Spannung herausgefil­ tert, so dass nur noch der Wechselspannungsanteil der Span­ nung übrig bleibt. Durch die zwei am zweiten Knotenpunkt K2 verbundenen Phasenregler wird der Wechselspannungsanteil dem Komparator K zweifach, aber phasenverschoben zugeführt.

Das Produkt aus dem elektrischen Widerstand des fünften Wi­ derstands R5 und der Kapazität des vierten Kondensators C4 ist wesentlich kleiner, z. B. zwei mal kleiner, als das Pro­ dukt aus dem elektrischen Widerstand des sechsten Widerstands R6 und der Kapazität des fünften Kondensators C5, damit der Phasenunterschied zwischen dem Wechselspannungsanteil nach dem ersten Phasendrehglied und dem Wechselspannungsanteil nach dem zweiten Phasendrehglied ausreichend groß ist. In diesem Fall beträgt der Phasenunterschied etwa 24 Grad (siehe Fig. 2).

Durch den Vergleich der phasenverschobenen Wechselspannungs­ anteile entsteht am Ausgangsanschluss A des Komparators K ein rechteckförmiges Ausgangssignal, dessen Frequenz mit der Fre­ quenz der Welligkeit übereinstimmt (siehe Fig. 2).

Die Frequenz des Ausgangssignals wird durch den Microcontrol­ ler C ausgewertet. Daraus wird die Drehzahl des Motors M be­ stimmt. Da der Kommutator des Motors M vierzehn Segmente auf­ weist, ist die Drehzahl vierzehn mal kleiner als die Frequenz des Ausgangssignals des Komparators K.

Durch die antiparallel verschalteten Dioden D2, D3 wird der Wechselspannungsanteil der Spannung an den Wechselspannungs­ nullpunkt geklemmt, so dass die Amplitude des Wechselspan­ nungsanteils der Spannung am Komparator K einen bestimmten Wert nicht überschreiten kann. Dieser Wert entspricht dem Schwellwert der Dioden D2, D3, ab dem die Dioden D2, D3 in Durchlassrichtung Strom durchlassen.

Durch den vierten Widerstand R4 wird der Wechselspannungsan­ teil der Spannung an den Wechselspannungsnullpunkt gekoppelt, so dass der Mittelpunkt des Arbeitsbereichs des Komparators K nicht driften kann.

Der siebte Widerstand R7 bewirkt eine hystereseförmige Um­ schaltschwelle des Komparators K, damit nicht bereits kleine Spannungsschwankungen zu einem Umschalten des Komparators K führen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Kommutator-Motor M', eine Spannungsversorgung S', eine erste Diode D1' und ei­ ne Schaltungsanordnung SA' vorgesehen, die den entsprechenden Elementen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen (siehe Fig. 3). Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels, die Ele­ menten des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, wurden in Fig. 3 mit entsprechenden und um einen Strich ergänzten Be­ zugszeichen versehen.

Es ist zusätzlich ein neunter Widerstand R9' vorgesehen, der mit dem Motor M' eine Reihenschaltung bildet, wobei die Rei­ henschaltung von der Spannungsversorgung S' gespeist wird.

Die erste Diode D1' ist im Gegensatz zum ersten Ausführungs­ beispiel parallel zur Reihenschaltung geschaltet.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten Anschluss A1' und dem zweiten Anschluss A2' der Schal­ tungsanordnung SA' der neunte Widerstand R9' geschaltet.

Die Ermittlung der Drehzahl des Motors M' erfolgt wie im ers­ ten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass die unter­ suchte Spannung nicht am Motor M' im Generatorbetrieb abge­ griffen wird, sondern am neunten Widerstand R9' im Motorbe­ trieb des Motors M'. Der Umschalter U' ist also während der Drehzahlermittlung geschlossen.

Claims (20)

1. Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlagerten periodischen Spannung
mit mindestens einem ersten Anschluss (A1) und einem zweiten Anschluss (A2) zur Aufnahme der periodischen Spannung,
mit einer dem ersten Anschluss (A1) und dem zweiten An­ schluss (A2) nachgeschalteten Wechselspannungskopplung mittels eines Kondensators (C3) zur Entfernung des Gleichstromanteils der Spannung;
mit einem Komparator (K), der der Wechselspannungskopp­ lung nachgeschaltet ist und der einen ersten Eingangsan­ schluss (E1), einen zweiten Eingangsanschluss (E2) und einen Ausgangsanschluss (A) aufweist,
die derart ausgestaltet ist, dass der Wechselspannungsan­ teil der Spannung dem Komparator über den ersten Ein­ gangsanschluss (E1) und dazu phasenversetzt über den zwei­ ten Eingangsanschluss (E2) zugeführt wird,
mit einem mit dem Ausgangsanschluss (A) des Komparators (K) verbundenen Mittel zum Auswerten der Frequenz des Ausgangssignals am Ausgangsanschluss (A) des Komparators (K).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
mit einem Tiefpassfilter, der der Wechselspannungskopp­ lung vorgeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
bei der der Tiefpassfilter mindestens einen zweiten Kon­ densator (C2) und einen ersten Widerstand (R1) aufweist,
bei der der erste Widerstand (R1) zwischen dem ersten An­ schluss (A1) und dem zweiten Kondensator (C2) geschaltet ist,
bei der der zweite Kondensator (C2) zwischen dem ersten Widerstand (R1) und dem zweiten Anschluss (A2) geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mindestens einem ersten Phasendrehglied, der dem ers­ ten Eingangsanschluss (E1) des Komparators (K) vorge­ schaltet ist, um eine Phasenverschiebung zwischen den dem Komparator (K) zugeführten Wechselspannungsanteilen der Spannung zu erzeugen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Mittel zur Bildung eines festen Wechselspan­ nungsnullpunkts.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5,
bei der das Mittel zur Bildung eines festen Wechselspan­ nungsnullpunkts einen zweiten Widerstand (R2), einen dritten Widerstand (R3), einen Spannungsanschluss (SP) und einen Groundanschluss (GA) umfasst,
bei der der zweite Widerstand (R2 mit dem Spannungsan­ schluss (SP) verbunden ist,
bei der der dritte Widerstand (R3) mit dem Groundan­ schluss (GA) verbunden ist,
bei der der Wechselspannungsnullpunkt zwischen dem zwei­ ten Widerstand (R2) und dem dritten Widerstand (R3) liegt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und einem der An­ sprüche 5 oder 6,
bei der das erste Phasendrehglied einen fünften Wider­ stand (R5) und einen vierten Kondensator (C4) umfasst,
mit einem zweiten Phasendrehglied, der dem zweiten Ein­ gangsanschluss (E2) vorgeschaltet ist und einen sechsten -Widerstand (R6) und einen fünften Kondensator (C5) um­ fasst,
bei der der fünfte Widerstand (R5) zwischen dem ersten Eingangsanschluss (E1) des Komparators (K) und der Wech­ selspannungsankopplung geschaltet ist,
mit einem zweiten Knotenpunkt (K2), der zwischen der Wechselspannungskopplung und dem fünften Widerstand (R5) angeordnet ist,
bei der der sechste Widerstand (R6) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss (E2) des Komparators (K) und der Wech­ selspannungskopplung geschaltet ist,
bei der der vierte Kondensator (C4) zwischen dem ersten Eingangsanschluss (E1) des Komparators (K) und dem Wech­ selspannungsnullpunkt geschaltet ist,
bei der der fünfte Kondensator (C5) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss (E2) des Komparators (K) und dem Wech­ selspannungsnullpunkt geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die dergestalt ist, dass im Betrieb der Wechselspannungs­ anteil der Spannung an den Wechselspannungsnullpunkt ge­ klemmt wird.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 und 8, mit zwei antiparallel verschalteten Dioden (D2, D3), die zwischen dem Wechselspannungsnullpunkt und dem zweiten Knotenpunkt (K2) geschaltet sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, bei der der Wechselspannungsanteil der Spannung an den Wechselspannungsnullpunkt gekoppelt ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, mit einem vierten Widerstand (R4), der zwischen dem zwei­ ten Knotenpunkt (K2) und dem Wechselspannungsnullpunkt geschaltet ist.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem siebten Widerstand (R7), der zwischen dem ers­ ten Eingangsanschluss (E1) des Komparators (K) und dem Ausgangsanschluss (A) des Komparators (K) geschaltet ist.

13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem achten Widerstand (R8), der zwischen dem Aus­ gangsanschluss (A) des Komparators (K) und einem Span­ nungsanschluss (SP) geschaltet ist.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die dergestalt ist, dass die Phasenversetzung der dem Komparator (K) zugeführten Wechselspannungsanteile der Spannung mehr als 5 Grad beträgt.

15. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem der An­ sprüche 1 bis 14 bei einem Kommutator-Motor
mit einem Stator, einem Rotor und einem mit dem Rotor verbundenen Kommutator,
wobei die Schaltungsanordnung (SA) derart mit dem Kommu­ tator-Motor (M) verbunden ist, dass die Spannung, die vom ersten Anschluss (A1) und vom zweiten Anschluss (A2) auf­ genommen wird, eine durch den Kommutator des Kommutator- Motors (M) erzeugte Welligkeit aufweist,
wobei das Mittel zum Auswerten der Frequenz des Ausgangs­ signals am Ausgangsanschluss (A) des Komparators K) der­ gestalt ist, dass es aus der Frequenz des Ausgangssignals die Drehzahl des Kommutator-Motors (M) bestimmt.

16. Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 15 wobei der Kommutator-Motor zwischen dem ersten Anschluss (A1) und dem zweiten Anschluss (A2) geschaltet ist.

17. Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 15,
wobei der Kommutator-Motor mit einem neunten Widerstand (R9') eine Reihenschaltung bildet,
wobei die Reihenschaltung an eine Spannungsversorgung (S') angeschlossen ist,
wobei der neunte Widerstand (R9') zwischen dem ersten An­ schluss (A1') und dem zweiten Anschluss (A2') geschaltet ist.

18. Verfahren zur Ermittlung der Frequenz einer durch Störspannungen überlagerten periodischen Spannung,
bei dem zunächst von der periodischen Spannung der Gleichstromanteil durch eine nachgeschaltete Wechselspannungskopplung mittels eines Kondensators (C3) entfernt wird,
bei dem der verbleibende Wechselspannungsanteil der Spannung einem Komparator (K) über einen ersten Eingangsanschluss (A1) und dazu phasenversetzt über einen zweiten Eingangsanschluss (A2) zugeführt wird,
bei dem die Frequenz der Spannung aus der Frequenz des aus dem Komparator (K) austretenden Ausgangssignals ermittelt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Spannung vor der Bildung des Wechselspan­ nungsanteils tiefpassgefiltert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19,
bei dem die Spannung eine durch den Kommutator eines Kom­ mutator-Motors (M) erzeugte Welligkeit aufweist,
bei dem die Drehzahl des Kommutator-Motors (M) aus der Frequenz der Spannung ermittelt wird.