DE1437154C - Schaltungsanordnung zur Synchroni sierung der Drehzahl eines Synchronmotors auf die Frequenz eines Bezugsoszillators - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Synchroni sierung der Drehzahl eines Synchronmotors auf die Frequenz eines BezugsoszillatorsInfo
- Publication number
- DE1437154C DE1437154C DE1437154C DE 1437154 C DE1437154 C DE 1437154C DE 1437154 C DE1437154 C DE 1437154C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulse
- frequency
- phase
- input
- assigned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 241001167081 Imaus Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Synchronisierung der Drehzahl eines
Sychronmotors auf die Frequenz eines Bezugsoszillators, bei der eine Frequenzvergleichsschaltung zur
Erzeugung eines Fehlersignals in Form von mehreren zyklisch phasenverschobenen Ausgangs-Impulsgruppen
vorgesehen ist, wobei die Frequenz dieser Impulsgruppen eine Funktion der Differenz zwischen
der zu vergleichenden über einen Generator abgenommenen Drehfrequenz und der Bezugsfrequenz ist
und wobei die gegenseitige relative Phasen verschiebung der Impulsgruppen die Richtung der Frequenzdifferenz
darstellt.
Es ist bereits zur selbsttätigen Regelung der Phasenlage der Welle eines elektrischen Antriebsmotors
eine Einrichtung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 186 540), bei welcher eine Sollfrequenz mit
einer der Drehzahl des Motors entsprechenden Frequenz elektronisch verglichen wird. Es ist ferner bekannt
(deutsche Auslegeschrift 1 106 799), zur phasenwuchtigen Umschaltung aus einer Generatorfrequenz
mehrere zyklisch phasenverschobene Impulsgruppen abzuleiten, welche zur Steuerung bistabiler
oder monostabiler Vorrichtungen dienen. Demgegenüber ist gemäß der Erfindung vorgesehen, eine
Frequenzvergleichsanordnung in einfachem Aufbau unter Anwendung digitaler elektrischer Steuersysteme
zu schaffen. Die digitalen Steuersysteme haben den Vorteil, daß die benötigten Schaltelemente im allgemeinen
kleiner und zuverlässiger sind als die entsprechenden für eine Analog-Steuerung benötigten
Schaltelemente.
Gemäß der Erfindung ist demnach bei einer Schaltungsanordnung der obengenannten Gattung vorgesehen,
daß mit dem Generator die Erzeugung mehrerer zyklisch phasenverschobener Eingangs-Impulsfolgen
mit einer Frequenz, die eine Funktion der Drehzahl darstellt, vorgesehen ist, daß ein getrenntes
UND-Gatter mit zwei Eingängen vorgesehen ist, wobei die jeweils zugeordneten Eingangs-Impulsfolgen
an dessen einem Eingang angelegt sind, daß weiterhin mit dem Bezugsoszillator die Erzeugung
einer Rechteckwellen-Impulsfolge vorgesehen ist, die an den anderen Eingang eines jeden Gatters angelegt
ist, daß jedes Gatter ein Ausgangssignal an eine getrennte, zugeordnete Kippvorrichtung nur dann liefert,
wenn gleichzeitig an beide Gatter-Eingänge ein Impuls der zugeordneten Eingangs-Impulsfolge und
ein Impuls mit einer vorbestimmten Polarität der Rechteckwellen-Impulsfolge gelegt ist, daß jede
monostabile Kippvorrichtung aus dem einen in den anderen ihrer beiden Zustände durch das jeweilige
Ausgangssignal des zugeordneten Gatters übergeführt wird und in diesem Zustand zumindest während des
Zeitintervalls zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen einer jeden Eingangs-Impulsfolge verbleibt
und ein gleichbleibendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine für die Drehzahlregelung des Synchronmotor
geeignete Ausgangs-Impulsfolge darstellt.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unieransprüchen.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Verwendung digitaler elektrischer Steuersysteme hat weiterhin
den Vorteil, daß bei Ausfall irgendeines der Elemente der Frequenzvergleichsanordnung der
Schrittschaltmotor sich nicht mehr weiterdreht.
Einige Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung werden
an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines
Steuersystems mit einer Frequenzvergleichsanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2A bis 2H und 2J bis 2N verschiedene
Wellenformen, welche in dem Schaltbild von F i g. 1 in einem ersten Betriebszustand vorkommen,
Fig. 3A bis 3H und 3 J bis 3N Wellenformen,
die ähnlich denen der Jh ig. 2A bis 2H und 2J bis
2 N bei einem weiteren Betriebszustand vorkommen,
Fig. 4 ein Schaltbild, das einen Teil von Fig. 1
veranschaulicht,
F i g. 5 ein schematisches Blockschaltbild, das eine Abwandlung veranschaulicht,
F i g. 6 und 7 schematische Blockschaltbilder, die weitere Abwandlungen veranschaulichen.
Bei dem ersten Beispiel, das in den F i g. 1 bis 4 veranschaulicht ist, wird ein Drehzahlgeber I durch
eine Welle 2 angetrieben, deren Drehgeschwindigkeit gesteuert werden soll. Der Drehzahlgeber hat drei
nicht dargestellte Abnehmerspulen, die bezüglich eines geformten nicht dargestellten Rotors so angeordnet
sind, daß sie einen Impuls oder eine »Spitze« von relativ kurzer Dauer an jeder Spule für jede
Umdrehung des Rotors erzeugen, wobei die Impulse gleiche Zeitabstände haben. Somit besteht der Ausgang
des Drehzahlgebers 1 aus drei Impulsgruppen, die gegeneinander um 120° phasenverschoben sind
und an den Ausgangsleitungen A, D bzw. G getrennt erscheinen. Diese Impulsgruppen sind in den
Fig. 2A, 2D und 2G und in den Fig. 3A, 3D und
3 G veranschaulicht. Jede Leitung Λ, D und G ist mit
einem Eingang eines jeweils getrennt angeordneten Paares von UND-Gattern verbunden, so daß zwei
Sätze von drei derartigen Gattern vorhanden sind. Das Paar Gatter, welches der Leitung ^ zugeordnet
ist, ist mit den Bezugszahlen 11 und 12 bezeichnet, das Paar, welches der Leitung D zugeordnet ist,
durch die Bezugszahlen 21 und 22 und das Paar, das der Leitung G zugeordnet ist, mit den Bezugszahlen
31 und 32."
Ein spannungsgesteuerter Oszillator 3 ist vorgesehen, um Rechteckwellenimpulse (Fig. 2K und 3K)
zu erzeugen, deren Frequenz einen Bezugswert für die Drehzahl der Welle 2 darstellt, und durch eine
an die Leitung 4 angelegte Steuergleichspannung eingestellt wird, und dem Oszillator 3 über ein später
erläutertes Begrenzungsgerät 5 zugeführt ist. Die Rechteckwellenimpulse haben eine wesentlich längere
Dauer als die vom Drehzahlgeber 1 abgeleiteten Impulse. Eine ähnliche Gruppe von Rechteckwellenimpulsen
mit entgegengesetzter Phase zur ersteren wird an den Eingang des anderen Gatters jedes
Paares angelegt.
Die gegenphasige Gruppe der Rechteckwellenimpulse wird zweckmäßigerweise aus der ersten
Gruppe dieser Impulse durch einen Phasen-Umkehr-Verstärker 3 A abgeleitet; es können aber auch beide
Gruppen von einer Gegentakt-Ausgangsstufe in dem Oszillator 3 erzeugt werden.
Jedes Gatter ist so ausgebildet, daß nur dann ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn ein positiver
Drehzahlgeberimpuls und ein positiver Rechteckwellenimpuls zugleich an seinen beiden Eingängen
liegen. Die Ausgänge der Gatter 11, 12, 21, 22, 31 und 32 sind in den Fig. 2B, 2C, 2E, 2F, 2H bzw.
2J für eine Drehzahlgeber-Impulsfrequenz dargestellt,
die «rößer ist als die der RechleckwellenimpulsfolgeT
Jn den Fig. 313, 3 C, 3 E, 3 F, 3 H und
3 4
3 J sind die Ausgänge für eine Drehzahlgeber-Impuls- Drehzahlgeber-Impulsgruppen und der Rechteckfrequenz
dargestellt, die geringer als die der Recht- wellenimpulsfolge. Die relativen Phasen dieser Aneckwellenimpulsfolge
ist. Eine gesonderte bistabile triebsweilenformen geben den Richtungssinn dieser
Vorrichtung 13, 23, 33 ist jedem Paar der Gatter Differenz an, so daß der Schrittschaltmotor 6 mit
zugeordnet, deren zwei Eingänge mit den entspre- 5 einer der Differenz proportionalen Geschwindigkeit
chenden Ausgängen des zugeordneten Paares der angetrieben wird. Die Drehung der Ausgangswelle 8
Gatter verbunden sind. Die Vorrichtung 13 ist durch wird dazu benutzt, um die Drehzahl der Welle auf
die Leitungen B und C mit den Ausgängen der Gat- den Bezugswert zurückzuregeln.
ter Il und 12, die Vorrichtung 23 durch die Leitun- Da der Magnetfeldvektor des Schrittschaltmotors gen E und F mit den Ausgängen der Gatter 21 und io (als Folge des Überlappens der L-, M- und N-Im-22 und die Vorrichtung 33 durch die Leitungen H pulse) sechsmal pro Umdrehung des Rotors seine und / mit den Ausgängen der Gatter 31 und 32 ver- Richtung ändert, dreht sich der Motor um Winkelbunden. Drei EIN/AUS-Schalter 14, 24 und 34 sind schritte von 60°.
ter Il und 12, die Vorrichtung 23 durch die Leitun- Da der Magnetfeldvektor des Schrittschaltmotors gen E und F mit den Ausgängen der Gatter 21 und io (als Folge des Überlappens der L-, M- und N-Im-22 und die Vorrichtung 33 durch die Leitungen H pulse) sechsmal pro Umdrehung des Rotors seine und / mit den Ausgängen der Gatter 31 und 32 ver- Richtung ändert, dreht sich der Motor um Winkelbunden. Drei EIN/AUS-Schalter 14, 24 und 34 sind schritte von 60°.
jeder bistabilen Vorrichtung 13, 23 bzw. 33 züge- Die Frequenz der Antriebswellenform des Schrittordnet
und werden von ihr derart gesteuert, daß sie 15 schaltmotors besitzt zwei Begrenzungen. Erstens
im EIN-Zustand die zugeordnete Phasenwicklung 15, darf die Frequenz nicht einer Motorgeschwindigkeit
25 bzw. 35 eines Drei-Phasen-Schrittschaltmotors 6 entsprechen, durch die die zulässige Belastung des
mit einer Gleichstromquelle über eine Zuführungs- Systems überschritten wird. Zweitens werden bei
leitung 7 verbinden. Der Motor 6 treibt eine Welle 8 Antriebsfrequenzen, welche große Unterschiede zwian
und steuert über ein Reduziergetriebe 9 eine 20 sehen den Frequenzen der Drehzahlgeberimpulse und
weitere (nicht dargestellte) Vorrichtung zum Steuern der Rechteckwellenimpulse darstellen, Phasenverder
Drehzahl der Welle 2. Zum Beispiel wird die Schiebungen in den Ausgangssignalen der bistabilen
Welle 2 durch den Gasgenerator einer Gasturbine Vorrichtungen hervorgerufen, welche der Größe des
angetrieben, und die Welle 8 kann die Kraftstoff- Zeitintervalls zwischen den Impulsen jeder Drehzahlzufuhr
zu der Maschine steuern. 25 geber-Impulsgruppenphase entsprechen und so groß
An den Gattern der jeweils zugeordneten Paare sein können, daß ein intermittierender Verlust eines
werden Ausgangssignale, die der Dauer der Dreh- Antriebsschrittes ensteht, so daß der Motor von sechs
zahlgeberimpulse entsprechen, erzeugt. Somit werden auf drei Schritte pro Umdrehung der Welle 8 wechselt,
die Drehzahlgeberimpulse entlang der Leitung A auf Die erste Begrenzung ist bei den meisten Anweneine
der Leitungen B oder C entsprechend der Phase 30 düngen dominierend. Daher ist es notwendig, sicherder
Rechteckweilenimpulsfolge des Oszillators 3 ge- zustellen, daß die Wiederholungsfrequenz der Rechtschaltet.
Ebenso werden die Drehzahlgeberimpulse eckwellen-Impulsgruppe nicht um mehr als einen
entlang der Leitung D und G zu den Leitungen E vorherbestimmten Betrag von der Wiederholungsoder F bzw. H oder / geschaltet. Die Signale entlang frequenz der Drehzahlgeberimpulse abweichen kann,
der Ausgangsleitungen B, E, H, C, F und J lösen die 35 Dies ist der Zweck des Spannungsbegrenzers 5, welzuegordneten
bistabilen Vorrichtungen 13, 23 und 33 eher im einzelnen in F i g. 4 gezeigt wird. Eine Imaus,
so daß der Zustand der Vorrichtungen anzeigt, pulsfolge des Drehzahlgebers wird in den Begrenzer 5
ob ein Drehzahlgeberimpuls der zugeordneten Phase über Leitung 50 eingespeist, durch den Gleichrichter
an dem positiven oder negativen Rechteckwellen- 51 gleichgerichtet, durch einen Kondensator 52 und
ausgang des Oszillators 3 vorgekommen ist. Stimmen 40 einen Widerstand 53 integriert und an den Eingang
die Drehzahlgeberimpulse mit einer Rechteckwellen- eines Verstärkers 54, mit einem niedrigen Ausgangspolarität
überein, so werden fortlaufend gleichblei- widerstand 55, angelegt. Die Ausgangsspannung des
bende Auslöseimpulse an einem Eingang der ent- Verstärkers 54 ist somit eine Funktion der Frequenz
sprechenden bistabilen Vorrichtung erzeugt, so daß der angelegten Drehzahlgeber-Impulsgruppe und
der Schaltzustand unverändert bleibt. Wenn jedoch 45 wird an eine Seite von zwei Zener-Dioden 56 angedie
Frequenz der Drehzahlgeberimpulse sich von der legt, welche gegeneinandergeschaltet sind. Die ander
Rechteckwellenimpulse unterscheidet, stimmen dere Seite der Zener-Dioden 56 ist mit dem Oszildie
Drehzahlgeberimpulse nicht immer mit einer lator 3 und über einen Widerstand 57 mit der Lei-Rechteckwellenpolarität
überein mit dem Ergebnis, stung 4 für die Steuerspannung verbunden. Die daß die Drehzahlgeberimpulse von dem einen züge- 50 Spannung, die an dieser anderen Seite der Zenerordneten
Paar der Gatter auf das andere geschaltet Dioden 56 erscheint und an dem Oszillator 3 angewerden
und die zugeordnete bistabile Vorrichtung legt ist, ist somit auf die Ausgangsspannung des Verihren
Zustand ändert, wenn die Übereinstimmung stärkers 54 plus oder minus der Spannung der Zenerder
Drehzahlgeberimpulse zu der Rechteckwellen- Dioden 56 begrenzt. Somit ist die Frequenz der
Polarität sich umkehrt. Die Ausgänge der bistabilen 55 Rechteckwellenimpulsfolgen auf die der Drehzahl-Vorrichtungen
13, 23 und 33 sind in den F i g. 2 L, geberimpulse plus oder minus einem durch die
2 M bzw. 2 N für eine Drehzahlgeberimpulsfrequenz, Zener-Spannung der Dioden 56 vorbestimmten Wert
die größer ist als die Rechteckwellenimpulsfrequenz, begrenzt.
und in den F i g. 3 L, 3 M und 3 N für eine Drehzahl- In der Anordnung nach der F i g. 1 sind zwei Sätze
geberimpulfrequenz, die kleiner ist als die Rechteck- 60 von UND-Gattern vorgesehen, wobei ein Satz das
Wellenfrequenz, gezeigt. Die Formen der Antriebs- Schalten der bistabilen Vorrichtung in einen Zuwelle
an den Phasenwicklungen 15, 25 und 35 sind stand und der andere Satz das Schalten der bistabilen
durch die schattierten Teile der Wellenformen in Vorrichtungen in den anderen Zustand steuert. Diese
diesen Figuren angedeutet. Die Frequenz, bei der die Anordnung kann nach F i g. 6 abgeändert werden,
bistabilen Vorrichtungen 13, 23 und 33 ihren Zu- 65 indem der eine Satz der Gatter 12, 22 und 32 wegstand
und daher die Frequenz der Antriebswellen- gelassen wird und für die bistabilen Vorrichtungen
formen an den Phasenwicklungen 15, 25, 35 ändern, 13, 23 und 33 gegen monostabile Vorrichtungen 113,
ist eine Funktion der Differenz der Frequenzen der 123 und 133 ausgetauscht werden, welche eine Ver-
zögerung einschließen, die in Kraft tritt, wenn die monostabilen Vorrichtungen in den unstabilen Zustand
geschaltet werden, um sie in diesem Zustand für einen größeren Zeitabschnitt zu halten, als das
Zeitintervall zwischen den aufeinanderfolgenden Spitzen oder Impulsen jeder drei phasenverschobenen
Impulsgruppen ist. Im unstabilen Zustand erlaubt jede monostabile Vorrichtung 113, 123 und 133, daß
ein Strom durch die jeweils zugeordnete Wicklung 15, 25 und 35 des Schrittschaltmotors fließt. Somit
ergeben sich Ausgangssignale an den Gattern 11, 21 und 31, wie vorher in den entsprechenden Fig. 2B,
2 E und 2 H oder 3 B, 3 E und 3 H gezeigt. Die jeweils zugeordneten monostabilen Vorrichtungen werden in
den unstabilen Zustand für die Zeitabschnitte geschaltet, die den Wellenformen 2 L, 2 M und 2 N oder
3 L, 3 M bzw. 3 N entsprechen. Die Motorwicklungen
15, 25 und 35 werden mit entsprechenden Impulsen versorgt, um den Rotor des Motors 6 in einer entsprechenden
Richtung mit einer Geschwindigkeit weiterzubewegen, die proportional der Differenz der
beiden Frequenzen ist.
Die drei relativ phasenverschobenen Impulsgruppen müssen nicht unbedingt von einem Dreiphasen-Drehzahlgeber,
wie dem nach Fig. 1, abgeleitet werden. Es kann z. B. auch ein Emphasen-Drehzahlgeber
verwendet werden, um eine einzelne Gruppe von Spitzen oder Impulsen von der erforderlichen
Frequenz zu erzeugen. Diese einzelne Gruppe kann einem geeigneten Zählkreis zugeführt werden, weleher
die Impulsgruppe in drei getrennte phasenverschobene Impulsgruppen teilt, indem die ersten,
vierten, siebenten usw. Impulse in einen Kanal und die zweiten, fünften, achten usw. Impulse in einen
zweiten Kanal und die dritten, sechsten, neunten usw. in einen dritten Kanal geleitet werden.
Auch der zu steuernde Parameter muß nicht unbedingt direkt als eine Frequenz abgeleitet werden,
wie es in der Anordnung nach Fig. i beschrieben ist, bei der die Drehfrequenz der Welle 2 gesteuert
wird, sondern er kann als eine Gleichspannung abgeleitet werden. Solch eine abgeleitete Gleichspannung
kann zum Steuern der Impulswiederholungsfrequenz eines Rechteckwellengenerators verwendet
werden, von dessen Ausgang die gewünschten dreiphasenverschobenen Impulsgruppen abgeleitet werden
können. Solch eine Anordnung wird in F i g. 7 gezeigt, bei der die abgeleitete Gleichspannung,
welche den zu steuernden Parameter darstellt, entlang der Eingangsleitung 59 in einen Rechteckwellengenerator
60 gegeben wird, dessen Wiederholungsfrequenz eine Funktion der abgeleiteten Gleichspannung
ist. Die erzeugte Rechteckwelle ist mit P bezeichnet und wird auf den Eingang eines Zählers
zum Dreiteilen in der Form von zwei bistabilen Vorrichtungen 61 und 62 gegeben. Jede dieser Vorrichtungen
enthält zwei Transistoren und eine zugeordnete Schaltung. Einer dieser Transistoren wird
leitend gemacht, wenn der andere nicht leitend ist. Die zwei Transistoren der ersten bistabilen Vorrichtung
61 sind schematisch bei 63 und 64 angedeutet, die der Vorrichtung 62 bei 65 und 66. Die Transistoren
63, 64 und 65 sind in einem Ring mit einer Rückführverbindung von dein Transistor 65
mit dem Eingang der bistabilen Vorrichtung 63 verbunden. Jede bistabile Vorrichtung 61 und 62 hat
zwei stabile Zustände, welche zweckmäßigerweise mit 0 und 1 bezeichnet werden. Die Anordnung ist
somit folgende:
i) jeder Impuls der erzeugten Rechteckwelle versucht, den Zustand der bistabilen Vorrichtung 61
zu verändern, z.B. von 0 auf 1 oder von 1 auf 0;
ii) jedesmal, wenn der Zustand der bistabilen Vorrichtung
61 beginnt, sich von 1 auf 0 zu verändern, wird die bistabile Vorrichtung 62 gezwungen,
ihren Zustand von 0 auf 1 oder von 1 auf 0 zu verändern, und
iii) jedesmal, wenn die bistabile Vorrichtung 62 ihren Zustand von 0 auf 1 ändert, tritt die Rückführverbindung
in Tätigkeit, um die Zustandsänderung der bistabilen Vorrichtung 61 zu verhindern.
Angenommen, daß beide bistabile Vorrichtungen in dem O-Zustand beginnen, sind die aufeinanderfolgenden
Zustände dieser Vorrichtungen wie folgt:
Zahl der Impulse vom Generator 60 |
Zustand der bistabilen Vorrichtung 61 |
Zustand der bistabilen Vorrichtung 62 |
0 | 0 | |
1 | 1 | 0 |
2 | (0) | 1 |
1 Rückführung | 1 | |
3 | 0 | 0 |
4 | 1 | 0 |
5 | (0) | 1 |
1 Rückführung | ||
6 | 0 | 0 |
Die Wellenformen der Ausgänge der Transistoren 63, 64 und 65 und der zugeordneten Schaltung sind
mit Q, R und S bezeichnet. Die Wellenform S besteht aus Impulsen, deren Vorderflanke gegenüber der
Vorderflanke der Impulse der Wellenform Q um 120° nachläuft. Die Wellenform R hat eine Impulsvorderflanke,
die gegenüber der Impulsvorderflanke der Wellenform Q um 240° phasenmäßig nachläuft.
Jede Wellenform Q, R und S wird einem getrennten zugeordneten Differenzierungskreis 73, 74 und 75
zugeführt, dessen Ausgangsspannimg durch eine zugeordnete Gleichrichtervorrichtung 83, 84 und 85
gleichgerichtet wird, so daß die Ausgangsspannung jeder Gleichrichtervorrichtung eine Gruppe von
Spitzen oder Impulsen ist, mit A, D und G bezeichnet, welche zueinander um 120° phasenverschoben
sind und an die Gatter 11, 21 bzw. 31 der Anordnung nach den F i g. 1 oder 6 angelegt werden. Diese
drei Gruppen von Spitzen oder Impulsen entsprechen denen nach den Fig. 2A, 2D und 2G und den
Fig. 3A, 3Dund3G.
Zum Zweck des Vergleichs der Frequenz und zum Steuern des Systems ist es nicht wesentlich, welche
Frequenzen den zu steuernden Parameter darstellt und welche den Bezugs- oder Bedarfswert bildet. In
den oben beschriebenen Beispielen stellte die Wiederholungsfrequenz der dreiphasenverschobenen Impulsgruppen
die Größe des zu steuernden Parameters dar. Die Wiederholungsfrequenz der erzeugten
Rechteckwelle, die auf die UND-Gatter gegeben wird, stellte den Bezugs- oder Bedarfswert des Parameters
dar. Diese Funktionen können umgekehrt werden. So kann z. B. nach Fig. 7 das Signal, welches
entlang der Leitung 59 zur Steuerung der Wiederholungsfrequenz der durch den Generator 60
erzeugten Rechteckwelle angelegt wird, den Bezugs-
I 437
oder verlangten Wert des Parameters darstellen. Die Wiederholungsfrequenz der Rechteckwelle, die an die
Gatter 11, 21 und 31 bzw. an die Gatter 12, 22 und angelegt wird, kann den tatsächlichen Wert des
Parameters darstellen und entweder durch ein Gleichstromsignal, das einen Generator steuert, der
ähnlich dem Generator 60 ist, oder von einem Wechselsignal abgeleitet werden, das durch einen
Rechteckverstärker gegeben wird, welcher das Wechselsignal in die Form einer Rechteckwelle
bringt.
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung zur Synchronisierung der Drehzahl eines Synchronmotors auf die
Frequenz eines Bezugsoszillators, bei der eine Frequenzvergleichsschaltung zur Erzeugung eines
Fehlersignals in Form von mehreren zyklisch phasenverschobenen Ausgangs-Impulsgruppen
vorgesehen ist, wobei die Frequenz dieser Impulsgruppen eine Funktion der Differenz zwischen
der zu vergleichenden über einen Generator abgenommenen Drehfrequenz und der Bezugsfrequenz
ist. und wobei die gegenseitige relative Phasenverschiebung der Impulsgruppen die Richtung der Frequenzdifferenz darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem
Generator (1 oder 60 bis 62) die Erzeugung mehrerer zyklisch phasenverschobener Eingangs-Impulsfolgen
(A, D, G) mit einer Frequenz, die eine Funktion der Drehzahl darstellt, vorgesehen
ist, daß ein getrenntes UND-Gatter (11, 21, 31) mit zwei Eingängen vorgesehen ist, wobei die
jeweils zugeordneten Eingangs-Impulsfolgen (A, D, G) an dessen einem Eingang angelegt sind,
daß weiterhin mit dem Bezugsoszillator (3) die Erzeugung einer Rechteckwellen-Impulsfolge (K)
vorgesehen ist, die an den anderen Eingang eines jeden Gatters (11, 21, 31) angelegt ist, daß jedes
Gatter ein Ausgangssignal (B, E, H) an eine getrennte, zugeordnete Kippvorrichtung (113, 123,
133) nur dann liefert, wenn gleichzeitig an beide Gatter-Eingänge ein Impuls der zugeordneten
Eingangs-Impulsfolge und ein Impuls mit einer vorbestimmten Polarität der Rechteckwellen-Impulsfolge
gelegt ist, daß jede monostabile Kippvorrichtung aus dem einen in den anderen ihrer beiden Zustände durch das jeweilige Ausgangssignal
des zugeordneten Gatters übergeführt wird und in diesem Zustand mindestens während
des Zeitintervalls zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen einer jeden Eingangs-Impulsfolge
verbleibt und ein gleichbleibendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das eine für die
Drehzahlregelung des Synchronmotors geeignete Ausgangs-Impulsfolge darstellt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres getrenntes
UND-Gatter (12, 22, 32) mit zwei Eingängen einer jeden Eingangs-Impulsfolge zugeordnet ist,
wobei die zugeordnete Impulsfolge an dessen einen Eingang gelegt ist, daß die Rechteckwellen-Impulsfolge
(K 7) durch einen Verstärker (3 a) in der Phase umgedreht wird, bevor sie an den
anderen Eingang eines jeden der weiteren Gatter gelegt ist, daß jedes der weiteren Gatter ein Ausgangssignal
(C, F, J) an eine bistabile Kippvorrichtung (13, 23, 33) nur dann liefert, wenn
gleichzeitig an ihren beiden Eingängen ein Impuls der zugeordneten Eingangs-Impulsfolge und ein
Impuls mit der vorbestimmten Polarität der weiteren Rechteckwellen-Impulsfolge gelegt ist, daß
jede bistabile Kippvorrichtung (13, 23, 33) aus dem einen ihrer beiden Zustände in den anderen
Zustand durch das jeweilige Ausgangssignal von dem zugeordneten Gatterpaar übergeführt wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der
Ausgangs-Impulsfolgen der monostabilen oder bistabilen Kippvorrichtungen so angeordnet ist,
daß sie die elektrische Erregung einer getrennten entsprechenden Phasenwicklung (15, 25, 35)
eines Synchronmotors (6) steuert, so daß der Rotor des Elektromotors sich mit einer Geschwindigkeit
dreht, die der Funktion der Differenz der zu vergleichenden Frequenzen proportional
ist, und in einer Richtung, die der Richtung dieser Differenz entspricht.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter (14, 24, 34)
jeder Kippvorrichtung zugeordnet sind und auf die Ausgangssignale der zugeordneten Kippvorrichtung
ansprechen, um einen Gleichstrom an diejenige Phasenwicklung zu liefern, welche der
Kippvorrichtung zugeordnet ist, wenn deren Ausgangssignal eine vorbestimmte Polarität aufweist,
und daß eine Gleichstromquelle (7) mit einem Pol über die Schalter (14, 24, 34) an die zugeordnete
Phasenwicklung (15, 25, 35) und mit dem anderen Pol an einen gemeinsamen Anschluß
zwischen den Phasenwicklungen geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede bistabile Kippvorrichtung
zwei Ausgänge aufweist, daß die beiden Ausgänge jeweils an ein getrenntes Phasenwicklungspaar (15 und 115, 25 und 125,
35 und 135) eines Synchronmotors (105) geschaltet sind, um die elektrische Erregung des
Wicklungspaares zu steuern, so daß der Rotor des Elektromotors sich mit einer Geschwindigkeit
dreht, die der Funktion der Differenz der zu vergleichenden Frequenzen proportional ist, und
in der Richtung der Richtung der Differenz entspricht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichstromquelle
vorgesehen ist, deren einer Pol (107) an einen gemeinsamen Anschluß zwischen den
Phasenwicklungen und deren anderer Pol (108) an jede bistabile Kippvorrichtung (13, 23, 33)
geschaltet ist, um ein Ausgangssignal durch die alternative Schaltung des anderen Pols an den
beiden Ausgängen der bistabilen Vorrichtung zu erzeugen.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Rückkopplungsvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Drehung des
Rotors des Elektromotors betätigt wird, und eine der zu vergleichenden Frequenzen so abwandelt,
daß die Differenz zwischen diesen Frequenzen verringert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 009 546/100
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0762625B1 (de) | Elektrischer Antrieb | |
DE2837187C2 (de) | ||
DE69603644T2 (de) | Mit hoher Taktfrequenz arbeitendes Winkelregelungssystem für einen geschalteten Reluktanzmotorantrieb | |
DE2827340C2 (de) | Antriebseinrichtung mit wenigstens zwei Elektromotoren | |
DE69410476T2 (de) | Pulsbreitenmodulierter motorregler | |
DE69822896T2 (de) | Verfahren und gerät zur steuerung eines bürstenlosen elektrischen motors | |
DE3345876A1 (de) | Motorsteuerschaltung fuer einen motor mit dauermagnet | |
DE2508546B2 (de) | Kollektorloser Gleichstrommotor | |
DE3783931T3 (de) | Drehzahlregelung für einen bürstenlosen Motor. | |
EP1718983A1 (de) | Erkennungsverfahren f r eine elektrische mehrphasenmaschine | |
DE2343760B2 (de) | Anordnung zur Lagesteuerung eines elektromotorisch bewegten Gliedes | |
DE3012833A1 (de) | Schaltungsanordnung zurversorgung eines synchronomotors aus einem gleichspannungsnetz | |
DE2556952A1 (de) | Kombiniertes, digitales steuerungs- und regelungssystem fuer einen gleichstrommotor | |
DE69611970T2 (de) | Interpolator und Verfahren zum Interpolieren eines Ankerwinkels | |
EP0221939B1 (de) | Schaltung zur steuerung eines bürstenlosen elektromotors | |
DE2104866A1 (de) | Digitales Steuersystem | |
DE3131361C2 (de) | ||
EP0714162A2 (de) | Schaltungsanordnung zum Steuern eines elektronisch kommutierten Motors | |
DE10052726A1 (de) | Mehrmotoranordnung und Verfahren zu deren Steuerung | |
DE1437154B2 (de) | Schaltungsanordnung zur Synchronisierung der Drehzahl eines Synchronmotors auf die Frequenz eines Bezugsoszillators | |
DE1437154C (de) | Schaltungsanordnung zur Synchroni sierung der Drehzahl eines Synchronmotors auf die Frequenz eines Bezugsoszillators | |
DE3015156A1 (de) | Anordnung und verfahren zum ekennen eines zustandes mit im wesentlichen null drehung und null drehmoment in einem wechselstrommotorantriebssystem | |
DE102018128354A1 (de) | Verfahren zum bestimmen einer rotorstellung eines bldc-motors | |
WO2017121611A1 (de) | Vakuumpumpenantrieb mit zwei frequenzumrichtern | |
DE3789032T2 (de) | Mechanismus zur Einstellung eines Ausgangsgliedes. |