DE1227552B - Gleichstrommotor mit polarisiertem Laeufer und mit ueber Transistoren gespeisten Staenderspulen - Google Patents

Description

• Gleichstrommotor mit polarisiertem Läufer und mit über Transistoren gespeisten Ständerspulen Die Hauptpatentanmeldung betrifft einen Gleichstrommotor mit polarisiertem Läufer. Die Ständerspulen des Motors werden über die Kommutierung steuernde Transistoren gespeist. Die Basisanschlüsse der Transistoren werden durch einen für sämtliche Ständerspulen gemeinsamen Oszillator, dessen Frequenz groß gegenüber der Kommutierungsfrequenz ist, in Abhängigkeit von der Läuferstellung mit einer Steuerspannung beaufschlagt, indem der Basisstrom jedes Speisetransistors über eine in dessen Basiskreis liegende Induktionsspule durch induktive Kopplung mit Hilfe eines mit dem Läufer rotierenden Weicheisensgementes beeinflußt wird. Der aus einem Steuertransistor in Rückkopplungsschaltung bestehende Oszillator weist eine mit einer Rückkopplungsspule des Steuertransistors über einen gemeinsamen Eisenkern magnetisch ständig gekoppelte Ausgangsspule auf. Das Weicheisensegment ist als rotierendes magnetisches Koppelglied zwischen den räumlich in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Induktionsspulen einerseits und der Oszillatorausgangsspule andererseits ausgebildet. Die von der allen Induktionsspulen als gemeinsame Primärwicklung dienenden Oszillatorausgangsspule abnehmbare Steuerleistung des Transistoroszillators wird von dem Weicheisensegment in Abhängigkeit von der Läuferstellung nacheinander transformatorisch in die als Sekundärwicklungen dienenden Induktionsspulen hineingekoppelt.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung dar. Gemäß der Erfindung wird die. Kommutierung des Motors dadurch verbessert, daß die Induktionsspulen in einem Sternpunkt zusammengefaßt sind und zwischen dem Sternpunkt und einem festen Bezugspotential ein die Streuspannung in den Induktionsspulen kompensierendes Element angebracht ist.
• Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß durch das kompensierende Element die Spannungen, welche in den Induktionsspulen, denen das Steuersegment nicht gegenübersteht, durch Streuung induziert werden, unschädlich gemacht werden. Es wird dadurch erreicht, daß die zu diesen Induktionsspulen gehörigen Ständertransistoren gesperrt bleiben und die zugehörigen Ständerspulen somit nicht von Strom durchflossen werden und daher kein dem gewünschten Drehmoment entgegenwirkendes Moment erzeugen können.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von Schaltbildern dargestellt. Der prinzipielleAufbau des Motors ist der gleiche, wie in F i g. 1 der Hauptpatentanmeldung dargestellt. F i g. 1 der vorliegenden Erfindung gibt ein Schaltbild des gesamten Motors an. Die Ständerspulen sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet und werden über die zugehörigen Ständertransistoren 11, 12 und 13 nach Schließen des Schalters 6 aus der Stromquelle 5 gespeist. Die Basis eines jeden Ständertransistors ist über die Dioden 21, 22, 23, die Induktionsspulen 31, 32, 33 sowie die Kompensationsspule 61, deren Funktion weiter unten noch näher beschrieben wird, mit dem positiven Pol der Stromquelle 5 verbunden. Als gemeinsamer Steuerkreis dient der Transistor 15, an welchen die - beiden Spulen 35 und 36 in Rückkopplungsschaltung angeschlossen sind. Diese Rückkopplungsschaltung 1.5, 35, 36 ist bei geschlossenem Schalter 6 ständig erregt und bildet so einen Hochfrequenzoszillator. Sobald der Schalter 6 geschlossen wird, ist dieser Oszillator erregt, und es fließt ein Strom über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 15 und somit durch die Spule 35, auf deren Kern ebenfalls die Spule 61 angebracht ist.
• Mit der nicht dargestellten Motorwelle zusammen läuft das Steuersegment 19 um, welches nacheinander den Induktionsspulen 31, 32, 33 gegenübersteht und in diesen Spulen nacheinander eine Wechselspannung induziert, welche vom Oszillator über die Spule 35 gesteuert wird. Das Steuersegment 19 steht also jeweils einer Induktionsspule gegenüber, jedoch wird nicht die gesamte anliegende Spannung an diese Induktionsspule weitergegeben, sondern ein geringer Teil wird durch die Streuung auch in den beiden anderen Induktionsspulen induziert. Das würde bedeuten, daß durch die zu diesen Spulen gehörigen Ankerspulen auch ein kleiner Strom fließen könnte, welcher ein, wenn auch kleines Gegenmoment erzeugen würde. Um diese durch die Streuung induzierten Spannungen nicht wirksam werden zu lassen, ist zwischen den in einem Sternpunkt A zusammengefaßten Induktionsspulen und der Batterie ,5 ein spannungskompensierendes Element angebracht.
• Gemäß F i g. 1 handelt es sich bei dem spannungskompensierenden Element um eine Spule 61, welche auf dem gleichen Kern wie die Spule 35 angebracht ist. Die Spule 61 liegt in Gegenreihe mit den Induktionsspulen 31, 32, 33 und hat eine wesentlich niedrigere Windungszahl als die Spule 35. Es wird in ihr also eine im Verhältnis zur Spule 35 geringe Spannung induziert. Diese Spannung reicht jedoch aus, die unerwünschten Streuspannungen so weit zu kompensieren,' daß die Ständertransistoren 11, 12 und 13 gesperrt bleiben und daher kein Strom durch die falschen Ständerspulen fließt, so daß diese kein Gegenmoment erzeugen können. Es wird dadurch erreicht, daß das von der jeweils stromdurchflossenen Ständerspule erzeugte Drehmoment voll wirksam wird, wodurch Leistung und Wirkungsgrad des Motors erhöht werden.
• In F i g. 2 ist eine andere Gestaltung für das streuspannungskompensierende Element vorgesehen, und zwar liegt parallel zu der Kompensationsspule 61 die Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes 63 mit einem Glättungskondensator 64. In Reihe mit der Spule 61 liegt die Diode 62, durch welche die in der Spule 61 induzierte Spannung gleichgerichtet und durch den Kondensator 64 geglättet wird. Der unerwünschten induzierten Streuspannung wird also in diesem Fall eine Gleichspannung überlagert, wodurch der schon beschriebene Effekt, die Kompensierung der Streuspannung, insofern noch verbessert wird, als die Höhe der kompensierenden Spannung stets etwas über dem Betrag der Streuspannung liegt, so daß die Ständertransistoren auf jeden Fall gesperrt bleiben. Der Widerstand 63 ist erforderlich, damit der Steuerstrom fließen kann.
• Gemäß F i g. 3 kann das spannungskompensierende Element auch durch einen ohmschen Widerstand 65 gebildet werden. Der durch die in den Induktionsspulen induzierte Spannung fließende Strom erzeugt am Widerstand 65 eine Spannung, durch welche die induzierten Streuspannungen so weit kompensiert werden, daß die Ständertransistoren, welche nicht durchgeschaltet werden sollen, garantiert geschlossen bleiben. Der Effekt ist der gleiche, wie schon bei F i g. 1 beschrieben.
• Der dem Widerstand 65 parallelgeschaltete Kondensator 66 dient zur Glättung der am Widerstand liegenden Spannung.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Gleichstrommotor mit polarisiertem Läufer und mit über Transistoren gespeisten Ständerspulen, bei welchem die Speisetransistoren von einem gemeinsamen, aus einem Steuertransistor in Rückkopplungsschaltung bestehenden Oszillator gesteuert werden, dessen Ausgangsspule mit einer Rückkopplungsspule auf einem gemeinsamen Eisenkern angebracht ist und als gemeinsame Primärwicklung für in den Basiskreisen der Speisetransistoren liegende Induktionsspulen dient, und bei welchem ein mit dem Läufer rotierendes Weicheisensegment die von der Oszillatorausgangsspule abnehmbare Steuerleistung des Transistoroszillators in Abhängigkeit von der Läuferstellung nacheinander transformatorisch in die Induktionsspulen hineinkoppelt, nach Patentanmeldung L 43158 VIII b/21 d 1 (deutsche Auslegeschrift 1214 770), dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Induktionsspulen (31, 32, 33) in einem Sternpunkt (A) zusammengefaßt sind und zwischen dem Sternpunkt und einem festen Bezugspotential ein die Streuspannung in den Induktionsspulen kompensierendes Element angebracht ist.
2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das streuspannungskompensierende Element eine in Gegenreihe mit den Induktionsspulen (31, 32, 33) liegende Kompensationsspule (61) ist, welche mit der Oszillatorausgangsspule (35) induktiv gekoppelt ist.
3. 3. Motor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Kompensationsspule (61) eine Diode (62) und parallel dazu ein ohmscher Widerstand (63) und ein Kondensator (64) liegen.
4. 4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das streuspannungskompensierende Element ein ohmscher Widerstand (65) ist.
5. 5. Motor nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Widerstand (65) ein Kondensator (66) geschaltet ist.