DE1266865B - Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors, bei dem die Speisung der Wicklungen ueber Hallgeneratoren gesteuert ist - Google Patents

Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors, bei dem die Speisung der Wicklungen ueber Hallgeneratoren gesteuert ist

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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

Description

  • Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors, bei dem die Speisung der Wicklungen über Hallgeneratoren gesteuert ist Es sind Gleichstrommotoren bekannt, bei denen zur Steuerung des Stromes der Wicklungen an Stelle eines mechanischen Kollektors eine Anordnung aus einem mit der Welle mitrotierenden Magneten und von diesem beeinflußten Hallgeneratoren verwendet wird. Die dabei intermittierend und mit verschiedenen Vorzeichen entstehende Hauspannung kann - im allgemeinen unter Zwischenschaltung eines Verstärkers -zur Bestromung der Motorwicklungen dienen. Wenn der Läufer ein Permanentmagnet ist, sind keine Schleifringe nötig. Das Drehfeld wird dann durch Kommutierung der Ständerströme erzeugt.
  • Mit diesem Komrnutierungsprinzip können wesentlich größere Drehzahlen als bisher erreicht werden, da die Schwierigkeiten, die ein mechanischer Kollektor mit sich bringt (Verschleiß durch Reibung, Funkenbildung, Abheben der Bürsten bei hoher Drehzahl infolge der unvermeidlichen Unrundheiten des Kollektors), nicht bestehen. Die Drehzahlregulierung dieser bekannten Motoren wird nach konventioneller Methode dadurch bewirkt, daß an die Wicklungen verschiedene Spannungen angelegt werden. Bei sehr großen Drehzahlregelbereichen muß die Spannung innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Bei der Verwendung elektronischer Schaltungen treten aber Schwierigkeiten auf, wenn die Spannung sehr niedrig wird.
  • Diese Schwierigkeiten könnten wie bei einer anderen bekannten Einrichtung dadurch vermieden werden, daß die Speisespannung im Takt einer Steuerfrequenz in einzelne Spannungsabschnitte zerhackt wird. Das würde aber einen erheblichen zusätzlichen Aufwand erfordern.
  • Es ist auch bereits bekannt, die Drehzahl eines über elektronische Schaltelemente gespeisten Motors dadurch zu steuern, daß eine Induktionsspule, in der in Abhängigkeit von der Läuferstellung Spannungsimpulse zur Aussteuerung der elektronischen Schaltelemente induziert werden, gegenüber dem rotierenden Läufer und der Ständerwicklung verdrehbar angeordnet ist. In diesem Zusammenhang wurde auch bereits vorgeschlagen, die Abtastorgane auf einem gemeinsamen, gegenüber dem rotierenden Läufer des Impulsgebers und den Ständerwicklungen des zu steuernden Motors verdrehbaren Rahmen anzuordnen. Durch Verdrehen der Induktionsspule bzw. des Rahmens wird der Winkel zwischen Ständer- und Läuferfeld geändert. Das hat zur Folge, daß Drehzahl und Drehmoment bei gleicher Energieaufnahme geändert werden. Nachteilig ist hierbei, daß sich bei der Drehzahlsteuerung der Wirkungsgrad ebenfalls ändert.
  • Bei mit Stromimpulsen über Schalter gespeisten Maschinen ist es darüber hinaus auch bekannt, den Bestromungswinkel der Wicklungen zu ändern und symmetrisch zu der Stellung zu legen, in der auf den Läufer das größte Drehmoment ausgeübt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung für einen Gleichstrommotor zu schaffen, bei dem die Speisung der das Drehfeld erzeugenden Wicklungen mit Stromimpulsen über Schalter erfolgt, die durch am Ständer verstellbar befestigte Hallgeneratoren gesteuert sind, welche mittels eines mit der Motorwelle mit umlaufenden Steuermagneten periodisch erregt sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jede Motorwicklung zwei auf verschiedenen, in entgegengesetzter Richtung drehbaren Tragteilen befestigte Hallgeneratoren vorgesehen sind und die Tragteile derart miteinander gekuppelt sind, daß bei Drehung des einen Tragteiles in der einen Richtung das andere Tragteil um den gleichen Winkel in der anderen Richtung verdreht wird und der Bestromungswinkel der Wicklungen bei jeder Größe der Verdrehung der Tragteile etwa symmetrisch zu der Stellung liegt, in der der Läufer das größte Drehmoment erhält. Vorzugsweise sind die drehbaren Tragteile über ein Kegelrad miteinander gekuppelt.
  • Abgesehen vom Vorteil der Möglichkeit einer sicheren Regelung in einem weiten Drehzahlbereich ist der Wirkungsgrad auch bei niedrigen Drehzahlen besser, da der Bestromungswinkel auch bei Einstellung kleiner Werte stets in der Zone optimaler Energieausbeute (Läuferfeld senkrecht auf Ständerfeld) liegt. Durch den bei Bestromungswinkeln zwischen Abschalten der einen Wicklung und Einschalten der nächsten entstehenden Totbereich ist der Anlauf des Motors aus dem Stillstand nicht gewährleistet. Für diesen Fall kann jedoch mit einer elektronischen Schaltung, die automatisch feststellt, ob die momentane Motordrehzahl oberhalb oder unterhalb der unteren Grenzdrehzahl liegt (ob der Motor »läuft« oder »steht«), eine solche Verknüpfung der Steuerspannungen herbeigeführt werden, daß sich der Bestromungswinkel ohne Änderung der Stellung der Hallgeneratoren auf 180° minus den mechanisch eingestellten Bestromungswinkel (supplementärer Bestromungswinkel) vergrößert. Diese Vergrößerung wird wiederaufgehoben, sobald der Motor seine untere Grenzdrehzahl überschreitet.
  • Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung ein beispielsweises Schaltbild- und Diagramm und das Ausführungsbeispiel eines Motors dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen schematisch dargestellten Motor mit einer eingebauten Steuervorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 bis 4 den Verlauf des Magnetflusses bei verschiedenen Stellungen des Steuermagneten, F i g. 5 eine Abwicklung des Steuermagneten und der Tragteile mit den Hallgeneratoren, F i g. 6 ein Blockschaltbild, das die Wirkverbindungen zwischen den Hallgeneratoren und den Motorwicklungen darstellt, wenn keine Anlaufschaltung vorgesehen ist, F i g. 7 ein Blockschaltbild gemäß F i g. 6, jedoch mit Anlaufschaltung, und F i g. 8 a bis 8 c Diagramme, in denen jeweils für den Ablauf einer Umdrehung die Zustände der in der Schaltung enthaltenen Kippstufen bei verschiedenen Einstellungen der Hallgeneratoren und die sich daraus ergebende verschieden lange Bestromung der Motorwicklungen dargestellt sind.
  • Das in F i g. 1 dargestellte Aggregat besteht aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Gleichstrommotor und einem insgesamt mit 2 bezeichneten Geberkopf.
  • Der Gleichstrommotor besitzt ein Gehäuse 11, in dessen Lagerschilden 12 und 13 die Lager 14 und 15 für die Läuferwelle 16 befestigt sind. In ein Rückschlußeisen 17 sind Wicklungen I und II gelegt, von denen nur die Wicklung I sichtbar ist. Auf der Läuferwelle 16 ist ein Permanentmagnet 18 befestigt. Die axiale Fixierung des Läufers 16, 18 erfolgt durch Wellenbunde 19.
  • Der Geberkopf ist in einem am Motorgehäuse 11 befestigten Gehäuse 20 untergebracht, das durch einen Deckel 21 abgeschlossen ist. Im Gehäuse 20 sind Kegelräder 22 und 23 drehbar gelagert und durch ein ebenfalls am Gehäuse gelagertes Kegelrad 24 mechanisch miteinander verbunden. In die zentrale Bohrung des Kegelrades 23 ist undrehbar ein Bolzen 25 eingesetzt, auf dem ein Stellknopf 26 mittels der Schraube 27 undrehbar befestigt ist. Auf den Kegelrädern 22 und 23 sind Ringe 3 und 4 aus ferromagnetischem Werkstoff befestigt. Innerhalb der Ringe 3 und 4 rotiert ein mit der Motorwelle 16 verbundener hülsenförmiger Magnet 28, der, wie aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich ist, quer zu seiner Längsachse magnetisiert ist, dessen Pole also auf Mantellinien liegen. Die ferromagnetischen Ringe 3 und 4 sind in vier Teile geteilt, wie dies aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich ist. In den F i g. 2 bis 4 ist einer dieser Ringe, nämlich der Ring 4, dargestellt. Dieser besteht aus Segmenten 41, 42, 43 und 44. Der Spalt zwischen den Segmenten 41 und 44 ist durch den Haugenerator A überbrückt, der aus Seitenbacken und einem Mittelsteg aus ferromagnetischem Werkstoff sowie dem zwischen einem der Seitenbacken und dem Mittelsteg befindlichen Hallplättchen besteht. Passiert ein Pol des Steuermagneten 28 den Luftspalt zwischen den Segmenten 41 und 44, so wechselt der magnetische Fluß im Hallgenerator A die Richtung, wodurch auch dessen Hallspannung umgepolt wird; gleichzeitig fällt die über eine Anpassungsstufe nachgeschaltete Kippstufe in die entgegengesetzte Lage. Damit dieser Kippvorgang in einer möglichst genau definierten Stellung ausgelöst wird, ist der Spalt zwischen den Segmenten 41 und 44 nach der Mitte hin verengt. Zwischen den Segmenten 41 und 42 befindet sich eine entsprechende Anordnung mit einem Hallgenerator C. Um eine magnetische Symmetrie zu erhalten, sind auch zwischen den Segmenten 42 und 43 und 43 und 44 Zwischenräume vorgesehen. F i g. 2 zeigt den Zustand kurz vor der Magnetflußumkehr im Hallgenerator A. In F i g. 3 ist der Magnetfluß im Hallgenerator A und damit auch dessen Hallspannung auf Null abgesunken; unmittelbar danach, wenn die Hallspannung bei entgegengesetzter Polung den Ansprechwert der Kippstufe erreicht, wird ein Schaltvorgang ausgelöst. F i g. 4 zeigt den Zustand kurz nach der Magnetflußumkehr im Haugenerator A.
  • In F i g. 5 ist eine Abwicklung der beiden Ringe 3 und 4 mit den an ihnen befestigten Hallgeneratoren A, B, C D und den Magneten 28 schematisch - d. h. nicht mit der Darstellung nach den F i g. 2 bis 4 übereinstimmend - dargestellt. Auf dem Ring 4 befinden sich die Hallgeneratoien A und C während auf dem Ring 3 die Hallgeneratoren B und D angeordnet sind. Der Magnet 28 ist durch ein Band dargestellt, auf dem die Pole bei 28' und 28" durch Rechtecke symbolisch angedeutet sind. In der gezeichneten Lage stehen die Hallgeneratoren A und B sowie C und D einander gegenüber; sie werden also gleichzeitig ummagnetisiert. In dieser Stellung beträgt der Bestromungswinkel 0°, d. h., der Motor ist ausgeschaltet. Durch Drehen am Stellknopf 26 werden die Ringe gegeneinander verschoben, wobei die Hallgeneratoren A und C sich in Richtung der Pfeile a bzw. c und die Hallgeneratoren B und D sich in Richtung der Pfeile b bzw. d bewegen. Die Länge der Pfeile zeigt den Drehbereich der Hallgeneratoren vorn Bestromungswinkel0 bis 180° an. Auf diese Weise kann, wie aus dem Diagramm F i g. 8 ersichtlich, der Bestromungswinkel stufenlos von 0 bis 180° symmetrisch geöffnet werden. Am Ring 4 ist außerdem eine Nockenscheibe 5 befestigt, die in dieser Stellung den Kontakt N betätigt. Die Funktion des Kontaktes N innerhalb der Anlaufschaltung wird weiter unten erläutert.
  • Aus dem Blockschaltbild nach F i g. 7 ist das Zusammenwirken zwischen den Hallgeneratoren und den Motorwicklungen ersichtlich. Die ganze Schaltung wird aus den Versorgungsleitungen N, M, P (negative und positive Gleichspannung gegen den Nulleiter M) gespeist. Der Steuerstrom für die Hallgeneratoren wird über Vorwiderstände (zur Strom-Begrenzung) wahlweise, und zwar für Rechtslauf der negativen Spannung und für Linkslauf der positiven Spannung entnommen. Durch die Umkehr des Steuerstromes mit dem Umschalter S werden auch sämtliche Hauspannungen umgepolt, was, wie aus dem Diagramm F i g. 8 ersichtlich, eine Änderung der Drehrichtung durch entgegengesetzte Bestromung der Wicklungen zur Folge hat. Die über die Leitungen A3 und A4, B3 und B4, C3 und C4 sowie D3 und D4 abgenommenen Hallspannungen werden über Anpassungsstufen A5, B5, C5, D5 den Kippstufen A6, B6, C6, D6 zugeführt, die ihrerseits die Und-Gatter AB 1, AB2, CD 1, CD 2 sowie ABV, AB2', CD 1', CD2' steuern. Die Kippstufen A6 und B6 sind mit den Und-Gattern AB1 und AB2 derart verbunden, daß jeweils der Ausgang a der Kippstufen A6 undB6 zum Und-Gatter AB1 und jeweils der Ausgang ß dieser gleichen Kippstufen zum Und-Gatter AB2 führt. Außerdem sind noch der Ausgang a der Kippstufe A6 und der Ausgang.ß der Kippstufe B6 mit zwei von den drei Eingängen des Und-Gatters AB 1' sowie der Ausgang ß der Kippstufe A 6 und der Ausgang a der Kippstufe B6 mit zwei von den drei Eingängen des Und-Gatters AB2' verbunden. Analog verhält es sich mit den Kippstufen C6, D6 und den Und-Gattern CD1, CD2 sowie CD1', CD2'. Die Eingänge e' der Und-Gatter ABY, AB2', CD1' und CD2' sind mit dem Ausgang e des Drehzahlindikators E verbunden. Dieser prüft an Hand der vom Ausgang ß der Kippstufe B6 hergeleiteten Impulse die momentane Drehzahl der Motors und gibt bei Unterschreiten der unteren Grenzdrehzahl am Ausgang e eine Spannung (L-Signal) ab, wodurch die Und-Gatter AB1', AB2', CDV, CD2' freigegeben werden. Diese werden jedoch bei der Einstellung »Bestromungswinkel0°« (Ausschaltstellung) mit dem Nockenkontakt N auch bei stehendem Motor verriegelt, indem N die Eingänge s' an Nullpotential M legt und die Ausgangsspannung des Drehzahlindikators E kurzschließt.
  • Am Ausgang y des Und-Gatters AB1 erscheint nun Spannung (L-Signal) für die Dauer der positiven Bestromung der Wicklung I des Motors gemäß dem eingestellten Bestromungswinkel. Unter der Voraussetzung, daß der Motor unterhalb seiner unteren Grenzdrehzahl läuft, erscheint außerdem am Ausgang y des Und-Gatters CD l' ebenfalls das Signal zur positiven Bestromung der Wicklung I, jedoch für die Dauer des supplementären Bestromungswinkels. Beide Und-Gatter steuern über das Oder-Gatter XI den elektronischen Schalter (Leistungsverstärker) Il, der die positive Speisespannung an die Wicklung I des Motors durchschaltet. Entsprechend verhält es sich mit den Und-Gattern AB2 bzw. CD2' die über das Oder-Gatter X2 und den elektronischen Schalter 12 die negative Bestromung der Wicklung I bewirken. Ebenso steuern die Und-Gatter CD 1 bzw. AB1' über Y1 und IIl die positive und CD2 bzw. AB2' über Y2 und 112 die negative Bestromung der Wicklung II.
  • In F i g. 6 ist eine einfachere Schaltung angegeben. Diese Schaltung entspricht der Schaltung nach F i g. 7, wobei jedoch die Anlaufschaltung mit dem Drehzahlindikator E, den zusätzlichen Und-Gattern ABV, AB2', CDV, CD2' und den Oder-Gattern X1, X2, Y1, Y2 weggelassen ist. Befindet sich bei Anwendung einer solchen Schaltung der stillstehende Motorläufer in einer Stellung, bei der Wicklungen nicht an Spannung liegen, dann muß der Motor durch Anwerfen in Gang gesetzt werden. In F i g. 8 a bis 8 c sind die Ausgangsspannungen der Kippstufen, der Und-Gatter und der die elektronischen Schalter steuernden Oder-Gatter jeweils für den Ablauf einer Läuferumdrehung während des Anlaufs und einer weiteren Umdrehung während des Betriebes bei drei verschiedenen Einstellungen der Hallgeneratoren, entsprechend den Bestromungswinkeln 30°, 90° und 150°, dargestellt. F i g. 8a zeigt die Situation bei einem kleinen Bestromungswinkel (30°). Über der Winkelskala Sk ist die dazugehörige Einstellung der Hallgeneratoren ähnlich wie in F i g. 5 eingezeichnet; die Pfeile auf der Skala Sk geben deren genaue Winkelstellung relativ zum Motorständerteil an. Die Winkelskala Sk' bezieht sich auf die momentane Stellung des Nordpols des Steuermagneten (Läuferstellung rp), ebenfalls relativ zum Ständer. Das Diagramm ist folgendermaßen zu verstehen: Der Ausgang a der Kippstufe A6 führt während der Läuferdrehung von 9p = 120° bis p = 300°, deren Ausgang ß während der anderen halben Umdrehung (von 99 = 300° bis 9p = 120°) Spannung.
  • Der Ausgang a der Kippstufe B6 führt während der Läuferdrehung von 99 = 330° bis (p = 150°, deren Ausgang ß während der anderen halben Umdrehung (von (p = 150° bis 9p = 330°) Spannung.
  • Der Ausgang a der Kippstufe C6 führt während der Läuferdrehung von (p = 210° bis (p = 30°, deren Ausgang ß während der anderen halben Umdrehung (von (= 30° bis cp = 210°) Spannung.
  • Der Ausgang a der Kippstufe D6 führt während der Läuferdrehung von g) = 60° bis (p = 240°, deren Ausgang ß während der anderen halben Umdrehung (von 9p = 240° bis cp = 60°) Spannung.
  • Der Ausgang y eines Und-Gatters führt nur dann Spannung, wenn dessen sämtliche Eingänge Spannung erhalten. Daraus ergibt sich, daß der Ausgang y des Und-Gatters AB 1 während der Läuferdrehung von 97 = 120° bis (p = 150° Spannung führt, weil Aha ab 120° und B6a bis 150° Spannung führt.
  • der Ausgang y des Und-Gatters AB2 während der Läuferdrehung von 99 = 300° bis (p = 330° Spannung führt, weil A 6ß ab 300° und B6ß bis 330° Spannung führt, der Ausgang y des Und-Gatters CD 1 während der Läuferdrehung von 99 = 210° bis (p = 240° Spannung führt, weil C6a ab 210° und D6a bis 240° Spannung führt, der Ausgang y des Und-Gatters CD2 während der Läuferdrehung von 9p = 30° bis 97 = 60° Spannung führt, weil C6ß ab 30° und D6ß bis 60° Spannung führt. Das gilt gleichermaßen während des Anlaufs und bei der Betriebsdrehzahl (linke und rechte Hälfte der Spalte »30°«). Während des Anlaufs erscheint am Ausgang E des Drehzahlindikators E unabhängig von der Läuferstellung Spannung. Deshalb geben die Und-Gatter ABY, AB2', CD1' und CD2' grundsätzlich nur während des Anlaufs Signale ab, und zwar führt der Ausgang y des Und-Gatters ABl' während der Läuferdrehung von 97 = 150° bis 300° Spannung, weil B6ß ab 150° und Aha bis 300° Spannung führt, führt der Ausgang y des Und-Gatters AB2' während der Läuferdrehung von q7 = 330° bis (a = 120° Spannung, weil B6a ab 330° und A6ß bis 120° Spannung führt, führt der Ausgang y des Und-Gatters CD 1' während der Läuferdrehung von qg = 60° bis q7 = 210° Spannung, weil D6a ab 60° und C6ß bis 210° Spannung führt, führt der Ausgang y des Und-Gatters CD 2' während der Läuferdrehung von gp = 240° bis ry =:30° Spannung, weil D6ß ab 240° und C6a bis 30° Spannung führt. Der Ausgang 8 eines Oder-Gatters führt auch dann Spannung, wenn nur einer seiner Eingänge Spannung erhält. Damit bestimmt jeweils das Längere der Ausgangssignale der Und-Gatter: AB1 und CD1' die Dauer der positiven Bestromung der Wicklung I (Oder-Gatter X1), AB2 und CD2' die Dauer der negativen Bestromung der Wicklung I (Oder-Gatter X2), CD1 und AB1' die Dauer der positiven Bestromung der Wicklung II (Oder-Gatter Y1) und CD2 und AB2' die Dauer der negativen Bestromung der Wicklung II (Oder-Gatter Y2). In der oberen Hälfte des Diagramms sind die Signale so eingezeichnet wie sie bei negativem Steuerstrom entstehen. Die untere Hälfte zeigt, daß bei Umkehr der Kippstufenausgangssignale - bewirkt durch Umpolen des Steuerstromes - die Motorwicklungen entgegengesetzt bestromt werden, damit sich der Motor in entgegengesetzter Richtung dreht.
  • Die F i g. 8 b und 8 c zeigen in gleicher Weise die Situationen bei größeren Bestromungswinkeln (90° und 150°).
  • Die Wirkungsweise des Motors ist wie folgt: Ist die Versorgungsspannung eingeschaltet, so fließt in den Haugeneratoren A, B, C und D ein Steuerstrom. Da der Permanentmagnet 28 in den Ringen 3 und 4 dauernd einen magnetischen Fluß erzeugt, werden je nach Stellung des Läufers die Hallgeneratoren von einem Magnetfluß der einen oder anderen Richtung durchsetzt, womit eine Hallspannung der einen oder anderen Polarität entsteht. Diese wechselnde Hallspannung bewirkt zwei verschiedene Zustände der Kippstufen, deren Ausgangsspannungen in der Weise an die Eingänge der Und-Gatter geführt werden, daß diese die Steuerspannungen für die die Motorwicklungen speisenden Schaltverstärker abgeben. Die verschiedenen Möglichkeiten der Zustände der Kippstufen und der Und-Gatter wurden im Zusammenhang mit dem Diagramm nach F i g. 7 ausführlich beschrieben.
  • Zur Regelung der Drehzahl wird am Drehknopf 26 gedreht, wobei sich die Kegelräder 22 und 23 gegeneinander verdrehen und die Hallgeneratoren A, B, C, D so verschoben werden, wie es durch die Pfeile in F i g. 5 dargestellt ist. Hierdurch ändert sich der Bestromungswinkel. Je größer dieser ist (Höchstwert 180°), desto größer wird das abgegebene (effektive) Drehmoment und damit abhängig von der Belastung die Drehzahl des Motors. Durch die Änderung des Bestromungswinkels ändert sich zwar nicht die Größe des größten Wertes des pulsierenden Drehmomentes (bezogen auf eine Drehzahl), aber es ändert sich die Dauer, während der überhaupt ein Drehmoment auf den Läufer einwirkt. Es wird also die effektive Energiezufuhr zum Läufer verändert. Der Motor arbeitet insbesondere im Bereich kleiner Bestromungswinkel wirtschaftlicher als ein Motor, der durch Änderung der an der Wicklung angelegten Spannung reguliert wird, da der Bestromungswinkel immer symmetrisch zum Bestpunkt liegt, d. h., daß bei kleineren Bestromungswinkeln während der gesamten Dauer der Bestromung das Ständerfeld ungefähr senkrecht auf dem Läuferfeld steht.
  • Obwohl die Erfindung an Hand eines Motors mit zwei Wicklungen und vier Hallgeneratoren beschrieben ist, ist sie selbstverständlich hierauf nicht beschränkt, es können auch Motoren mit mehr als zwei Wicklungen nach diesem Prinzip gebaut werden. Auch die dargestellte mechanische Ausführung des Geberkopfes ist nur ein Beispiel. Die die Hallgeneratoren tragenden Teile können auf irgendeine Weise, z. B. durch Gestänge, Seilzug oder andere Mittel, miteinander gekuppelt sein. Selbstverständlich ist auch eine Verstellung ohne mechanische Kupplung der Tragteile möglich.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors, bei dem die Speisung der das Drehfeld erzeugenden Wicklungen mit Stromimpulsen über Schalter erfolgt, die durch am Ständer verstellbar befestigte Hallgeneratoren gesteuert sind, welche mittels eines mit der Motorwelle mitumlaufenden Steuermagneten periodisch erregt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Motorwicklung (I, 1I) zwei auf verschiedenen, in entgegengesetzter Richtung drehbaren Tragteilen (22, 23) befestigte Hallgeneratoren (A, B bzw. C, D) vorgesehen sind und die Tragteile derart miteinander gekuppelt sind, daß bei Drehung des einen Tragteiles (23) in der einen Richtung das andere Tragteil (22) um den gleichen Winkel (q» in der anderen Richtung verdreht wird und der Bestromungswinkel der Wicklungen bei jeder Größe der Verdrehung der Tragteile etwa symmetrisch zu der Stellung liegt, in der der Läufer (18) das größte Drehmoment erhält.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Tragteile (22, 23) über ein Kegelrad (24) miteinander gekuppelt sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für jede Wicklung (1, 1I) auf verschiedenen Tragteilen (22, 23) befestigten Hallgeneratoren (A, B bzw. C, D) derart miteinander verknüpft sind, daß die Wicklung (I) bei Erregung beider Hallgeneratoren durch den vom Steuermagneten (28) ausgehenden Magnetfluß der einen Richtung mit der einen Stromrichtung und bei Erregung beider Hallgeneratoren durch den Magnetfluß der anderen Richtung mit der anderen Stromrichtung beschickt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hallgenerator (A bis D) eine Kippstufe (A6 bis D6) mit zwei Ausgängen (a, ß) nachgeschaltet ist und die Kippstufen (A6 bis D6) zweier die Bestromung einer Wicklung steuernder Haugeneratoren durch Und-Gatter (AB 1 bis CD 2) derart miteinander verknüpft sind, daß der Stromkreis über die Wicklungen (I, II) bei Spannung am einen Ausgang (o") beider Kippstufen für die eine Stromrichtung und bei Spannung am anderen Ausgang (ß) beider Kippstufen für die andere Stromrichtung geschlossen wird (F i g. 6).
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Und-Gatter (AB1 bis CD2) elektronische Schalter (Il bis 112) oder bei niedertourigen Motoren wahlweise auch Relais ansteuern, die den Strom für die Ständerwicklung (I, II) ein-bzw. ausschalten.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlindikator (E), der unterhalb einer Mindestdrehzahl des Motors eine Spannung abgibt, vorgesehen ist, der auf weitere Und-Gatter (ABV, AB2', CDV, CD2') einwirkt, und daß die Ausgänge jeweils eines Teiles der den Kippstufen (A6 bis D6) und jeweils eines Teiles der dem Drehzahlindikator zugeordneten Und-Gatter (AB 1, AB2, CD l', CD2' bzw. CD 1, CD2, ABY, AB2') über Oder-Gatter (X1, X2 bzw. Y1, Y2) Schalter, vorzugsweise elektronische Schalter (Il, 12 bzw. 11l, 112), derart ansteuern, daß die Ständerwicklungen des Motors in jeder Läuferstellung Strom erhalten (F i g. 7).
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung verschiedener Läuferdrehrichtungen die Tragteile (22, 23) von der Stellung für den Bestromungswinkel Null (F i g. 5) ausgehend, in der die zur Steuerung einer Wicklung dienenden Hallgeneratoren in axialer Richtung gesehen übereinanderliegen, nach verschiedenen Richtungen gegeneinander verdrehbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1065 080, 1105 045, 1110 292; französische Patentschrift Nr. 1299 430; britische Patentschrift Nr. 673 496; Electronics, vom 9. 2. 1962, S. 43, 45; vom 6. 4. 1962, S. 58, 61; vom 7. 9. 1962, S. 62, 63. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1188 190.
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