DE1638538A1

DE1638538A1 - Kollektorloser Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE1638538A1
Application number: DE19671638538
Authority: DE
Inventors: Brunner Dr Rer Nat Julius; Erich Rainer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-01-13
Filing date: 1967-01-13
Publication date: 1970-07-30
Also published as: DE1638538B2; FR1549943A; US3486099A; NL155139B; GB1188261A; NL6716022A

Description

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Erlangen, den ' ^ fl '.Verne r-von-3i emens-31r. 50 PLA 67/1022

Kollektorloser Gloichstrommo Ic r·

Die Erfindung betrifft einen koiloictorlosen, du roh Hallgeneratoren elektronisch gesteuerten Gleichstrommotor mit ο !nein diametral naf*n tiol-jrten Permanentmagneten als Rotor und nit zv/e i räumlich um '">0 auseinanderliegenden, aus je zwei Teilv/icklungon beatcfenden Htatorv/icklungen, die als Trommel- oder Durchmesserwicklurigon mit iiit punkt ausgeführt und von einem ringförmigen Rüc:lesenlußnakot umpe-

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ben sind, und bei dem jede der Statorteilwicklungen mit den Polen einer -GIe ichspannungs quelle über die Kcllektor-Smitterstrecke von Leistungstransistoren gleichen Typs in Reihe geschaltet ist, derart, .daß die Mittelpunkt der Statorwicklungen an dem einen und die Emitter der Leistungstransistoren an dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle liegen.

Erfindungsgemäi3 sind jeder otatorwicklung zwei von je einen HaIl-

^rgenerator gesteuerte Vortransistoren vom entgegengesetzten Typ wie die Leistungstransistoren so zugeordnet, daß die Basisanschlüsse jeweils der zu einer Statorwicklung gehörenden Vortranaistcren an die Hallspannungsanschlüsse des entsprechenden Hallgenerators gelegt sind, daß jeweils ein Steuerstromanschluß der Hallgeneratoren über je einen Widerstand gleicher Größe mit dem Pol der Gleichspahnungsquelle ver-. bunden ist, an dem die Emitter der Leistungstransistcren liegen und daß die anderen Steuerstromanschlüsse der Hallgeneratcren über einen gemeinsamen Widerstand mit dem -anderen Pol der Gleichsbannungsquelle verbunden sind, daß weiterhin die Emitteranschlüsse der Vortransistoren miteinander verbunden und über einen gemeinsame · Z-]-al t ■ ^:-."v: 1 ■?;·:; -λ : Ul ύνη IcI der Gleichspannungsquelle gelegt sind, mit dem die Mittelpunkte der Statorwicklungen verbunden sind, daß die Basis-Smitter--Anschlüsse der Leiatungstransistoren durch Widerstände überbrückt sind und daß die Basisanschlüsse der Leistungstransistoren mit den KollektoranschlUssen der Vortransistoren verbunden sind.

Der Vorteil eines nach der Erfindung aufgebauten kollelctorlosen Gfleleh· stromraotors liegt in aeintm höheren Wirkungsgrad,auch bei

tem Betrieb. Als gemeinsamer/Emitterwideretend kann ζ.3. die Reihenschaltung eines Pestwiderstandes rait einem Transistor verwendet werden. Pur einen Betrieb des Hoters mit ungeregelter - Drehzahl .und gutem wirkungsgrad wird in diesem Fall dieser Eereltransis"ucr leiter.d gemacht. ■

Mit Hilfe eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung wird diese näher erläutert. Äs zeigen:

Figur 1 die Schaltung in schematischer Darstellung des Gleichstrommotors gemäß der Erfindung*

Figur 2 eine Ausführungsform des gemeinsamen Eriiit/uerwidersiandes der Yortransistoren. .

In Figur 1 ist in einer schematischen Darstellung die Schaltung des Gleichstrommotors gemäß der Erfindung gezeigt.. Es bedeuten I und II die Statorwicklungen, die aus" den vier Teilwicklur.gen I', 12, 113, 114 aufgebaut sind. Mit 5 und 6 sind Hallgeneratrren, mit l_f b, 9 und 10 Hallanschlüsse, mit IS 12, 13 und 14 Iielstungstransistoren vom pnp-Typ, mit 1.5*- 1ß₅ "*7 und 18 Widerstände_T sit 19t 20, 21 »22 Transistoren (Yortransistorefl) vcia npn-Typ und mit 23 f. 241 25 und 26 wiederum Widerstände bcäseichnet. Mit ü_ iot ei.va GleichspannungsquellIe liezeichnet*

Die beiden Bäumlich. um 9.Q . auseinanderliegenden Hal.lgenera*rren 5 und 6 _ steuern mit den vier Hallspanniinrsanscfclüöseii ?» "i* ') und 10 die Basiöansehlüsse von vier npn-Traniiistcren (-Vort-ransi ßtx-r-ii)

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an. Die Emitteranschlüsse dieser Transistoren sind verbunden und -üb'e,r einen gemeinsamen Widerstand 15 an den Minuspol der Gleichspannungsquelle U_ gelegt. Je ein Steuerstromanschluß der beiden Hallgeneratoren 5 und 6 ist mit dem Widerstand 16 bzw. 17, die beide von gleicher Größe sind, mit dem Pluspcl der Spannungsquelle verbunden. Die beiden anderen Steuerstromanschlüsse sind miteinander verbunden und über den gemeinsamen Widerstand 18 an den Minuspol der Spannungsquelle gelegt." Der Spannungsabfall an dem Widerstand 18 ist annäherend gleich

^ dem an dem gemeinsamen Emitterwiderstand 15 der vier Vortranoistoren.

Der gesamte Emitterstrom der vier Vortransistoren'ist somit eingeprägt. Unter der Einwirkung des Rotorfeldes auf die Hallgeneratoren teilt sich dieser eingeprägte Strom unterschiedlich auf die einzelnen Kollektorleitungen der vier Transistoren 19 bis 22 auf, und zwar so, daß jeder Transistor der Reihe nach über praZ-ttisch jeweils 90° Rotordrehunf den Gesamtstrom führt. Diese Kollektorströme schalten die vier mit den vier Teilwicklungen (zwei räumlich um 90 auseinanderliegende Wicklungen mit einem gemeinsamen Mittelpunkt) in Reihe liegenden pnp-Leistungstransistoren 11 bis 14 nacheinander über jeweils 90 ' Rotor-

' drehung in den leitenden Zustand. Dazu ist jeweils ein Kollektor der vier npn-Transistoren 19 bis 22 mit jeweils einer Basis der vier pnp-Transistoren 11 bis 14 verbunden. Die Emitter der Transistoren TI bis 14 liegen am Pluspol der Spannungsquelle. Ihre.Basis-Emitter-Anschlüs-■ SB" sind durch Widerstände 23, 24, 25 und 26 überbrückt.

In Figur 2 ist der gemeinsame Emitterwiderstand der Vortransistoren 19 bis 22 in einer veränderlichen Ausführungsform dargestel]t. Gemäß de.r. Erfindung handelt es sich hierbei um die Hintereinanderschaltung eines Festwiderstandes 27 Und eines Transistors. -.?8. Durch einen

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solchen γeranderbaren Sraitterwind©i*stand kann das Drehmoment des Motors verändert werden« Dies läßt, sich zur Drehzahlstabilisierung ausnutzen-*

3 Patentansprüche 2 Figuren

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Claims

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1. Kollektorloser, durch Hallgeneratoren elektronisch gesteuerter Gleichstrommotor mit einem diametral magnetisierten Permanentmagneten als Rotor und; mit zwei räumlich um 90° auseinanderliegenden,, aus je zwei Teilwieklungen bestehenden StatorwicklurLgen, die als Trommel??- oder Durohmesserwieklungen mit Mittäpunkx ausgeführt und von einem ringförmigen Rückschlußpaket umgeben sind, -und bei dem jede der Statorteilwicklungen mit den Polen einer Gleichspannungs.q.uelle über die Kollektor-Emitterstecke von Ii.elstungstransistoren gleichen T^ρs in Reihe geschaltet ist, derart,; da!3 die Mittelpunkte der Statorwieklungen an dem einen, und dio lirni tter • der IteistungstTa^nsistaren an dem anderen Pol der quelle lie^en^ da,durch gekennzeichnet,; daß jeder zwei von. je (©inem Hallgenerator (5,, 6) gesteuert© Vo-rt (19 bis 22) vom entgegengesetζten Typ wie die Iieigtungs rep so ZiUgeor-dnet ^ind, faß die; Ba^isanschlüase jeweils einer Statörwficklung; gehörenden fartransistoren an die nung§a.nse;hlL|s_fse (?,. 8 kw, 9_t 10) des entsprechenden Ha tora gelegt ainit daS jeweils, ein SteuerBtramanseMuß der

über je einen Widerstand ('1-6_t 1?) gleicher Größe mit dem C|le.iotiS|»aM¥iMiSciwelle ^erfeunden. Iat_t an dom die Emitter der IiftiatunpatraiiigitfeargR liegen und. da| d;le

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an den Pol der Gleichspannungsquelle gelegt sind, mit dem die Mittelpunkte der Statorwicklungen verbunden -sind, daß die Basis-Emitter-Anschlüsser der Leistungstransistoren durch Widerstände (23 his 26) überbrückt sind und daß die Basisanschlüsse der Leistungstransistoren mit den Kollektoranschlüssen der Jortransistoren verbunden sind. .

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Emitterwiderstand aus einem Festwiderstand· (27) und einem in Reihe liegenden Transistor (28) besteht.

3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leistungstransistoren Transistoren vom pnp-Typ und für die Vortransistoren Transistoren vom-npn-Typ vorgesehen sind.

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