-
In der Drehrichtung umkehrbarer Gleichstrommotor mit Dauermagnetläufer
Die Erfindung bezieht sich auf Gleichstrommotoren mit Dauermagnetläufer, welche
in der Drehrichtung umkehrbar sind. Die Ständerspulen werden über in Abhängigkeit
von der Läuferstellung gesteuerte Ständertransistoren aus einer Gleichstromquelle
gespeist. Der Strom durch die Ständerspulen ist durch einen gemeinsamen Umschalter
derart umkehrbar, daß die Stromrichtung in den Ständertransistoren in beiden Stellungen
des Umschalters unverändert bleibt.
-
Es ist schon eine derartige Anordnung bekanntgeworden, bei welcher
die Ständerspulen beim Betrieb des Motors über Transistoren gespeist werden. Auch
dieser bekannte Motor ist in der Drehrichtung umkehrbar, wobei für beide Fälle die
Stromrichtung über die Transistoren unverändert bleibt. Dieser bekannte Motor hat
jedoch den Nachteil, daß für seinen Anlauf ein mechanischer Kommutator erforderlich
ist, welcher erst bei einer Drehzahl des Läufers, welche in der Nähe der Solldrehzahl
liegt, durch Fliehkrafteinfluß ausgeschaltet wird. Erst bei der Drehzahl, bei welcher
der mechanische Kommutator aussetzt, wird die Speisung der Ständerspulen des Motors
über die Transistoren vorgenommen, deren Stromdurchlässigkeit von Steuerspulen gesteuert
wird. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Motors besteht darin, daß durch den
Umschalter für die Reversierbarkeit des Motors lediglich die beiden Ständerspulen
in ihrer Wirkung ausgetauscht werden. Ein solcher Aufbau eines Motors ist dementsprechend
nur dann möglich, wenn zwei n-Ständerspulen im Motor vorgesehen sind, wobei h eine
ganze Zahl sein muß. Für einen Motor mit beispielsweise drei Ständerspulen wäre
der Aufbau nach der bekannten Anordnung nicht möglich. Ein weiterer erheblicher
Nachteil des bekannten Motors ist darin zu sehen, daß derselbe, wie jeder zweisträngige
Motor, nicht aus jeder Stellung anläuft, sondern daß hierzu bevorzugte Stellungen
des Läufers erforderlich sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor der eingangs
geschilderten Art anzugeben, bei welchem die Nachteile der bekannten Anordnung vermieden
sind. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Ständertransistor
des eingangs geschilderten Motors mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Gleichstromzweig
einer aus vier Dioden gebildeten Graetz-Brückenschaltung liegt, welche aus einer
Batterie über den Umschalter gespeist ist, und daß seine Ständerspulen zwischen
Brücke und Umschalter angeschlossen sind. Durch die Erfindung wird ein über Transistoren
gespeister Gleichstrommotor angegeben, welcher, wie bei herkömmlichen Motoren, mit
mechanischem Kommutator zu seiner Reversion nur einen einzigen Umschalter benötigt
und welcher aus jeder beliebigen Stellung des Läufers heraus anläuft.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand
eines elektrischen Schaltbildes dargestellt.
-
Mit 1 und 2 sind zwei Ständerspulen bezeichnet: Die Erfindung ist
keineswegs auf nur zwei Ständerspulen beschränkt, sondern es wurden der übersichtlichkeit
halber nur zwei gezeichnet. Der Motor nach der Erfindung kann mit einer beliebigen
Anzahl von Ständerspulen ausgerüstet sein, wie es durch die Unterbrechung des Stromkreises
durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Mit 3 ist die Stromquelle bezeichnet,
aus welcher der Motor nach Schließen des Schalters 4 gespeist wird. Die Speisung
der Ständerspulen erfolgt über die Transistoren 5 und 6, in deren Basiskreisen die
Gleichrichterelemente 7 und 8 sowie die Induktionsspulen 9 und 10 liegen. Jeder
der Ständertransistoren liegt im Gleichstromzweig einer Graetz-Brückenschaltung,
welche aus den Gleichrichtern 11, 12,13 und 14 aufgebaut ist. Mit 15 ist
der Umschalter bezeichnet, durch welchen die Drehrichtung des Motors umkehrbar ist.
16 ist ein Steuertransistor, welcher in einer Rückkopplungsschaltung liegt, durch
welche ein Oszillator gebildet ist. Die Rückkopplungsspule des Oszillators ist mit
17 bezeichnet, und die Oszillatorausgangsspule trägt die Bezeichnung 18. Der mechanische
Aufbau des Motors nach der Erfindung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Mit der Welle des Motors ist ein weichmagnetisches Segment 19 gekoppelt, durch welches
der von der Ausgangsspule 18 ausgehende Fluß in Abhängigkeit von der Läuferstellung
in eine der Induktionsspulen 9 oder 10 transformatorisch hineingekoppelt wird.
-
. Die Wirkungsweise des Motors nach der Erfindung ist folgende: Durch
Schließen des Schalters 4
wird der Motor an Spannung gelegt, und
es kann über die Ständerspulen 1 oder 2 ein Strom fließen, wenn der zugehörige Transistor
stromdurchlässig ist. Das weichmagnetische Segment 19 möge gerade der Induktionsspule
9 gegenüberstehen, so daß der Fluß des Oszillators in diese Spule gekoppelt wird.
Dadurch wird der Ständertransistor 5 stromdurchlässig gesteuert, und es kann bei
der in der Zeichnung dargestellten Lage des Umschalters 15 ein Strom von der Batterie
über den Gleichrichter 12, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 5, den
Gleichrichter 14 und die Ständerspule 1 zurück zur Batterie fließen. Dadurch erhält
der Motor ein Drehmoment und beginnt hochzulaufen. Durch die Rotation des Läufers
dreht sich auch das weichmagnetische Segment 19 und bewirkt dadurch die Durchschaltung
des Ständertransistors 6, während gleichzeitig der Ständertransistor 5 stromdurchlässig
wird. Auf diese Weise ist jeweils nur einer der Ständertransistoren stromdurchlässig,
und es erhält auch nur eine der Ständerspulen Strom.
-
Durch Umlegen des Umschalters 15 in seine andere Position wird der
Strom durch die Ständerspulen umgekehrt, und der Motor erhält die entgegengesetzte
Drehrichtung wie vorher. Für diesen Fall würde der Strom dann, wenn der Ständertransistor
5 stromdurchlässig ist, von der Batterie 3 über die Ständerspule 1, den Gleichrichter
13, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 5 und den Gleichrichter 9 zurück
zur Batterie fließen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ständertransistoren
im Gleichstromzweig einer Graetz-Brückenschaltung ist es somit auf einfache Weise
möglich, ohne Austausch der Ständerspulen, dieselben durch das Umlegen eines einzigen
Umschalters in beiden Richtungen von Strom durchfließen zu lassen und somit die
Reversierbarkeit des Motors sicherzustellen.