DE1563758C - Regler mit motorisch angetriebenem Stellglied - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler mit sind mit dem negativen Pol 7 der Spannungsquelle motorisch angetriebenem Stellglied, unter, Verwen- verbunden. Die Wicklungsenden sind über die dung eines gleichstromgespeisten kollektorlosen Kollektor-Emitterstrecke der den Wicklungen 3 bis 6 Motors mit permanentmagnetischem Läufer und elek- zugeordneten Schälttransistoren 8 bis 11 mit dem tronischer Kommutierungseinrichtung, die mittels 5 Pluspol 12 der Spannungsquelle verbunden. Die vom Rotor beeinflußter galvanomagnetischer EIe- Basen der einander zugeordneten Schalttransistoren 8 mente gesteuert wird, dessen in Stern geschaltete und 9 bzw. 10 und 11 sind mit den Hallelektroden Mehrphasenwicklung über steuerbare Halbleiter der- der Hallgeneratoren 1 bzw. 2 verbunden. Die Hällart aus einer Gleichstromquelle gespeist ist, daß ein generatoren 1 und 2 erhalten ihre Steuerspannung umlaufendes Drehfeld entsteht. Ein solcher Regler io über Steuerwicklungen 13 und 14 eines Netztransist Gegenstand des älteren Patentes 1 301 398. formators 15. Die Steuerelektroden der Hallgenera-

Ein Regler mit motorisch angetriebenem Stell- toren 1 und 2 sind über Widerstände 16 und: 17 mitglied, wie er beispielsweise bei Nachlaufeinrichtun- einander und über die Kollektor-Emitterstrecke eines gen, selbstabgleichenden Kompensationseinrichtun- Stelltransistors 18 mit dem negativen Pol verbunden, gen ü. dgl. verwendet wird, neigt zum Überschwin- 15 Dadurch wird bezweckt, daß bei geöffnetem Stellgen, da der Stellmotor infolge seiner Massenträgheit transistor 18 über sämtliche Schalttransistoren 8 bis weiterläuft, auch wenn die Soll-Istwert-Differenz 11 ein durch die Widerstände 16 und 17 eingeprägter schon Null ist und somit die am Stellmotor liegende Strom vom positiven Pol 12 zum negativen Pol 7 Spannung ebenfalls Null geworden ist. Um dies zu fließen kann. Dadurch erhalten die' Transistoren 8 verhindern, wird bei einem bekannten Regler mit ao bis 11 eine Vorspannung, die sich entsprechend der dem Stellmotor ein Tachogenerator gekuppelt, dessen Polarität der von den Hallgeneratoren abgegebenen . drehzahlproportionale Spannung der Soll-Istwert- Spannung entweder addiert oder subtrahiert. Die Differenzspannung entgegengeschaltet wird. Ferner Wicklungs- und Hallgeneratoranordnung ist so geist es bekannt, eine Istwertänderung während des troffen, daß bei geöffnetem Stelltransistor 18 stets Motorlaufes durch ein elektronisches Differenzier- 25 eine der beiden Teilwicklungen 3, 4 bzw. 5, 6 Strom glied zu berücksichtigen. Diese bekannten Maß- führen. Da die Hallgeneratoren 1 und 2 vom Permanahmen erfordern jedoch einen nicht unerheblichen nentmagnetläufer drehwinkelabhängig gesteuert wer-Aufwand. Mari kann Tachogeneratoren und separate. den, erfolgt die Aussteuerung der Wicklungen 3 bis 6 Differenzierglieder sparen, wenn man, wie im Buch stets so, daß ein umlaufendes Drehfeld entsteht,
von T. N. S ο k ο 1 ο w, »Elektrische Nachlaufregler«, 30 Von einer Sekundärwicklung 19 des Transforma-(1957), S. 46 bis 47, insbesondere Abb. 29 angegeben, tors 15 werden die beiden Potentiometer 20 und 21 die drehzahlabhängige Gegenkopplungsspannung von gespeist, welche eine als Vergleichsglied für den der Diagonalen einer Brückenschaltung ableitet, die Regler dienende Widerstandsbrücke bilden. Hierbei in einem Brückenzweig die Ankerwicklung einer dient das Potentiometer 21 zur Einstellung des Soll-Gleichstrommaschine mit Kommutator enthält. 35 wertes, während der Abgriff 22 des den Istwert ab-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bildenden Potentiometers 20 durch den Motorläufer

Prinzip bei einem Regler mit kollektorlosem Motor nachgeführt wird. Dieser Abgriff 22 ist mit der Basis

gemäß dem älteren Patent zur Vermeidung von Über- des Stelltransistors 18 verbunden, während der Ab-

schwingungen anzuwenden. griff 23 des Potentiometers 21 über ein Potentiometer

Bei einem Regler der eingangs genannten Art wird 40 24 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle ver-

diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, bunden ist.

daß der dem Reglereingang zugeführten Soll-Istwert- Sobald also zwischen den Potentiometerabgriffen Differenzspannung eine durch Auskoppeln der . 22 und 23 eine Soll-Istwert-Spannungsdifferenz auf-Motor-EMK aus den Statorwicklungen mit Hilfe von tritt, fließt ein Basisstrom, der eine Öffnung des Stell-Dioden gewonnenen, der Drehzahl des Stellmotors 45 transistors 18 bewirkt. Dadurch kann über die Tranproportionale Spannung entgegengeschaltet ist. sistoren 8 bis 11 ein eine Vorspannung erzeugender

Die ausgekoppelte EMK dient also als dynamischer Basisstrom fließen, so daß die elektronische Kommu-

Vorhalt zur Rückführung der Motordrehzahl, so daß tierungseinrichtung in Tätigkeit treten, kann. Der

der Motor schon vor Erreichen des Abgleichpunktes Läufer stellt dann entsprechend der Soll-Istwert-

entsprechend seiner Drehzahl abgebremst bzw. ab- 50 Differenz den Abgriff 22 des Potentiometers 20 nach,

geschaltet wird. Auf diese Weise kann ein Über- Da der Läufer ein Trägheitsmoment und die angetrie-

schwingen des Motors unterdrückt werden. bene Vorrichtung eventuell auch träge Massen auf-

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungs- weist, geschieht der Abgleich nach einem Sollwertbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert. Als Sprung erst nach mehrmaligem Überschwingen. Um Stellmotor ist ein kollektorloser, mit einer Hall- 55 dies zu vermeiden, muß der Motor schon vor dem generatorsteuerung versehener Gleichstrommotor mit Abgleich in Abhängigkeit von seiner Drehzahl und einem diametral magnetisierten Permanentmagneten der noch vorhandenen Soll-Istwert-Differenz abals Läufer und mit räumlich um 90° auseinander- geschaltet bzw. abgebremst werden. Zu diesem Zweck liegenden Statorwicklungen gewählt. Die Statorwick- wird der Soll-Istwert-Differenzspannung eine drehlungen können als Trommel- oder Durchmesserwick- 60 zahlproportionale Spannung entgegengeschaltet, und lungen ausgebildet sein und sind von einem ringför- zwar über das Potentiometer 24. Zur Gewinnung der migen Rückschlußblechpaket umgeben, in welchem drehzahlproportionalen Spannung wird die an den zwei räumlich um 90° gegeneinander versetzt an- Teilwicklungen 3 bis 6 auftretende EMK über Dioden geordnete Hallgeneratoren 1 und 2 untergebracht 25 bis 28 ausgekoppelt. Durch das Potentiometer 24 sind. 65 wird nur ein Teil der EMK aufgeschaltet. Die

Jede der beiden um 90° gegeneinander versetzten Polarität der EMK ist den Halbwellen, die den

Phasenwicklungen ist durch Mittlung in je zwei Teil- Stelltransistor 18 aussteuern, entgegengerichtet. Es

Wicklungen 3,4 und 5, 6 unterteilt. Die Mittelpunkte wird also entsprechend der Drehzahl der Fußpunkt

des Eingangssignals negativer als der Minuspol, so daß positive Halbwellen höherer Amplitude zum Aussteuern des Transistors 18 nötig sind, d. h., wenn die Amplitude des Fehlersignals, dadurch daß der Abgleich fast erreicht ist, kleiner ist, reicht sie nicht mehr zum Aussteuern aus, so daß der Motor schließlich abgeschaltet wird.

Mit dem Potentiometer 24 kann das Hereinlaufen in den Abgleich optimal eingestellt werden. Ein Kondensator 29 blockt den zwischen Abgriff und dem Minuspol liegenden Teil des Potentiometers 24 wechselspannungsmäßig ab, damit beim Anlauf des Motors dieser im Ansteuerkreis liegende Teil des Potentiometers 24 nicht als Vorwiderstand für das Fehlersignal wirkt.

Bei Verwendung eines zusätzlichen Verstärkers zur Erhöhung der Genauigkeit des Reglers kann die EMK zur Veränderung der Verstärkung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl herangezogen werden, was wiederum einem Überschwingen entgegenwirken würde.

Die Erfindung läßt sich bei allen kollektorlosen Motorschaltungen verwenden, wo die Wicklungen stets in gleicher Richtung vom Strom durchflossen werden. Außerdem kann die Steuerung auch mit anderen galvanomagnetischen Elementen, wie Feldplatten od. dgl., ausgeführt bzw. aufgebaut sein. Ferner kann statt einer Wechselstrombrücke auch eine Gleichstrombrücke oder ein aus einer anderen Gleichstromquelle stammendes Fehlersignal mit nachgeschaltetem Modulator Verwendung finden, wie sie beispielsweise in der Anordnung des älteren Patentes 1 301 398 beschrieben ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regler mit motorisch angetriebenem Stellglied, unter Verwendung eines gleichstromgespeisten kollektorlosen Motors mit permanentmagnetischem Läufer und elektronischer Kommutierungseinrichtung, die mittels vom Rotor beeinflußter galvanomagnetischer Elemente gesteuert wird, dessen in Stern geschaltete Mehrphasenwicklung über steuerbare Halbleiter derart aus einer Gleichstromquelle gespeist ist, daß ein umlaufendes Drehfeld entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Reglereingang zugeführten Soll-Istwert- Differenzspannung eine durch Auskoppeln der Motor-EMK aus den Statorwicklungen (3 bis 6) mit Hilfe von Dioden (25 bis 28) gewonnenen der Drehzahl des Stellmotors proportionale Spannung entgegengeschaltet ist.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionale Spannung über ein einstellbares Potentiometer (24) aufgeschaltet ist.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Abgriff und dem Minuspol liegende Teil des Potentiometers (24) über einen Kondensator (29) abgeblockt ist.

4. Regler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines zusätzlichen Verstärkers für die Soll-Istwert-Differenzspannung die drehzahlproportionale Spannung zur Veränderung der Verstärkung verwendet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen