DE1563776C3 - Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

Die Wirkungsweise der in F i g. t gezeigten Schaltungsanordnung wird nun an Hand der F i g. 2 erläutert. Die elektrische Signalinformation, die durch den Magnetkopf 13 erzeugt wird, ist ein sinusförmiges Steuersignal 22, wie es aus F i g. 2A zu ersehen ist. Dieses Steuersignal 22 wird dem Gleichrichter 16 zugeführt, in dem es gleichgerichtet wird, um eine Gleichspannung 23 zu erzeugen. Die Amplitude der Gleichspannung 23 am Ausgang des als Frequenzdemodulator wirkenden Gleichrichters 16 hat die in F i g. 2B dargestellte Form. Es ist festzustellen, daß sich die Amplitude der Gleichspannung 23 umgekehrt proportional zur Frequenz der sinusförmigen Steuersignale 22 ändert. Das heißt bei niedrigeren Frequenzen ist die Amplitude der Gleichspannung 23 höher als bei hohen Frequenzen.

Die Gleichspannung 23 wird zusammen mit dem sinusförmigen Steuersignal 22 der Mischstufe 18 zugeführt, die eine zusammengesetzte Welle 22 und 23 erzeugt, wie aus F i g. 2C zu ersehen ist. Die Null-Linie dieser zusammengesetzten Sinuswelle entspricht der Gleichspannung 23, die durch die gestrichelt gezeichnete Linie 23a dargestellt ist.

Das zusammengesetzte Signal 22 und 23 wird dem Amplitudenbegrenzer 20 zugeführt, in dem die Spitzen der zusammengesetzten Wellenform in der Höhe 24 abgeschnitten werden, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der verbleibende obere Teil der zusammengesetzten Welle 22 und 23 bildet eine Reihe von Impulsen 25, wie es aus F i g. 2D zu ersehen ist. Es kann festgestellt werden, daß die Amplitude und die Breite der Impulse 25 sich entsprechend der Gleichspannung 23 ändert. Die Impulse 25 werden sodann auf den Schaltverstärker 21 gegeben, in dem eine Reihe von Rechteckstromimpulsen 26 entsprechend den Impulsen 25 erzeugt werden. Die Rechteckstromimpulse werden sodann auf den Gleichstrommotor 10 gegeben, um dessen Geschwindigkeit zu steuern.

Wenn sich z. B. die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors verringert, so verringert sich die Frequenz der sinusförmigen Steuersignale 22 gleichfalls. Dies bewirkt, daß die Breite der Impulse zunimmt, wie es aus F i g. 2D zu ersehen ist, so daß die Breite der Rechteckstromimpulse 26 zunimmt und gleichfalls die Leistung, die auf den Gleichstrommotor 10 gegeben wird. Wenn sich auf der anderen Seite die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors erhöht, so erhöht sich ebenfalls die Frequenz der sinusförmigen Steuersignale

22. Die erhöhte Frequenz bewirkt, daß die Impulse 25 schmaler werden, wie es durch den mittleren Teil der Impulse 25 in F i g. 2D zu ersehen ist. Diese Wirkung verringert die Breite der Rechteckstromimpulse 26 und ebenso die Leistung, die dem Gleichstrommotor 10 zugeführt wird. Es wird festgestellt, daß durch Veränderung der Höhe 24, bei der die zusammengesetzte Welle 22 und 23 abgeschnitten wird, die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors 10 verändert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit einem Frequenzgenerator als Drehzahlistwertgeber zur Erzeugung sinusförmiger Steuersignale, mit einem Amplitudenbegrenzer zum Abschneiden der Ausgangssignale des Frequenzgenerators in einer Bezugshöhe, um Impulse zu erzeugen, die in der Impulsbreite moduliert sind, und mit einer Einrichtung zum Steuern des Gleichstrommotors durch diese Steuersignale, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang dieses Frequenzgenerators (14) mit dem Eingang eines Gleichrichters (16) zur Gleichrichtung dieser sinusförmigen Steuersignale (22) verbunden ist, der eine zur Frequenz dieser sinusförmigen Steuersignale umgekehrt proportionale Gleichspannung (23) erzeugt, daß der Ausgang dieses Frequenzgenerators (14) und der Ausgang dieses Gleichrichters (16) mit dem Eingang einer Mischstufe (18) zur Modulation dieser sinusförmigen Steuersignale (22) und dieser Gleichspannung (23) zu Signalen mit einer zusammengesetzten Wellenform variabler Amplitude (22 und 23) verbunden sind, daß der Ausgang dieser Mischstufe (18) mit dem Eingang des Amplitudenbegrenzers (20) verbunden ist, der aus den Signalen mit dieser zusammengesetzten Wellenform (22 und 23) Impulse (25) erzeugt, deren Länge der Frequenz dieser sinusförmigen Steuersignale (22) umgekehrt proportional ist, und daß der Ausgang dieses Amplitudenbegrenzers (20) mit dem Eingang einer Schaltvorrichtung (21) zur Steuerung der Drehzahl des Gleichstrommotors (10) in Abhängigkeit von der Länge dieser Impulse (25) verbunden ist.

   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit einem Frequenzgenerator als Drehzahlistwertgeber zur Erzeugung sinusförmiger Steuersignale, mit einem Amplitudenbegrenzer zum Abschneiden der Ausgangssignale des Frequenzgenerators in einer Bezugshöhe, um Impulse zu erzeugen, die in der Impulsbreite moduliert sind, und mit einer Einrichtung zum Steuern des Gleichstrommotors durch diese Steuersignale.

   Eine derartige Einrichtung zur elektrischen Regelung und stufenlosen Einstellung eines Elektromotors unter Verwendung eines mit der Motorwelle gekuppelten Wechselspannungsgenerators zur Umwandlung der Motordrehzahl in eine drehzahlproportionale Wechselspannung ist in der DT-AS 11 23 744 beschrieben. Dort ist die Solldrehzahl des Motors durch eine einstellbare Gleichspannung vorgebbar. Die Differenz zwischen der Sollwertspannung und der der Istdrehzahl entsprechenden Istwertspannung wird nach Einweggleichrichtung einem Regelverstärker zugeführt, dessen Ausgangsgröße über ein Stellglied die Motordrehzahl beeinflußt. Dabei wird die Drehzahl des Motors sowohl in Abhängigkeit von der Amplitude als auch der Länge der vom Frequenzgenerator erzeugten sinusförmigen Signale gesteuert. Es erfolgt keine Frequenzdemodulation in einem Detektor und auch keine Überlagerung dieser gleichgerichteten Spannung mit den vom Frequenzgenerator erzeugten sinusförmigen Schwingungen. Die Verwendung eines Fehlersignals, das von der

   ■ Amplitudenänderung infolge unterschiedlicher Motordrehzahlen herrührt, ist jedoch zur Drehzahlsteuerung weniger geeignet, da es eine geringe Empfindlich-. keit und eine komplizierte Schaltung bzw. Auswertung bedingt. . . ■ _;

   Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors anzugeben, die nur die Länge von Steuerimpulsen zur Drehsteuerung verwendet.

   Die Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

   Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß eine hohe Empfindlichkeit bei der Drehzahlregelung erreicht wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nimmt zwar die Amplitude der sinusförmigen Wellen am Ausgang des Frequenzgenerators mit zunehmender Drehzahl des Motors etwas zu, doch wird die Amplitudenänderung nicht zur Steuerung verwendet. Dadurch ist die Schaltungsanordnung sehr einfach und billig herzustellen.

   Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

   F i g. 1 ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung und

   F i g. 2 eine Reihe von Wellenformen, um die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 zu erläutern.

   An einem Gleichstrommotor 10 ist eine Magnetscheibe 11 angebracht, die drehbar mit diesem Gleichstrommotor verbunden ist, wie es durch die gestrichelt gezeichnete Linie 12 in F i g. 1 angedeutet ist. Ein Aufnahmekopf bzw. mehrspaltiger Magnetkopf 13 ist nahe vor der Magnetscheibe 11 angebracht. Die Magnetscheibe 11 ist magnetisiert, so daß sie einen oder mehi ere, durch die Bezugszeichen N und S angedeutete Magnetpole besitzt. Die Magnetscheibe 11 und der Aufnahmekopf 13 bilden einen Signal- bzw. Frequenzgenerator 14, der innerhalb des Gehäuses des Gleichstrommotors 10 befestigt sein kann.

   Wenn sich der Gleichstrommotor 10 dreht, so dreht sich gleichfalls die Magnetscheibe 11, wodurch eine elektrische Signalinformation in dem Magnetkopf 13 erzeugt wird. Es ist klar, daß auch andere geeignete Signalübersetzungsmittel verwandt werden können. Zum Beispiel kann eine Photozelle als Aufnahmekopf verwandt werden, während eine Scheibe als Signal-Übersetzungsoberfläche verwandt wird, die farbige Flächen besitzt.

   Die durch den Magnetkopf 13 erzeugte elektrische Signalinformation wird auf einen Gleichrichter 16 über eine Leitung 17 gegeben. Der Ausgang des Gleichrichters 16 wird auf eine Mischstufe 18 gegeben. Gleichfalls wird die durch den Magnetkopf 13 erzeugte elektrische Signalinformation auf die Mischstufe 18 über eine Leitung 19 gegeben. Die Signale von dem Gleichrichter 16 und dem Magnetkopf 13 werden in der Mischstufe 18 kombiniert bzw. zusammengesetzt und sodann auf einen Amplitudenbegrenzer 20 gegeben.

   Die Abschneidehöhe des Amplitudenbegrenzers 20 kann verändert werden, um die Amplitude seiner Ausgangsimpulse zu steuern. Die durch den Amplitudenbegrenzer 20 erzeugten Impulse werden sodann auf eine Schaltvorrichtung bzw. einen Schaltverstärker 21 gegeben, der seinerseits mit dem Gleichstrommotor 10 verbunden ist.