DE1936348C3 - Anordnung zur Messung der Drehzahl und Drehrichtung eines Elektromotors mit elektrisch betriebener Motorbremse - Google Patents

Description

Kronenzacken entgegengesetzter Polarität gegenüber. Die Hallgeneratoren ragen in den Luftspalt zwischen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur 45 den Kronenmagneten und werden beim Drehen des Messung der Drehzahl und Drehrichtung eines Läufers von magnetischen Flüssen wechselnder Rich-Elektromotors mit elektrisch betriebener Motorbremse tung durchsetzt.

unter Verwendung einer auf der Motorwelle befestigten Es ist auch eine fotoelektrische Abtastvorrichtung

Zahnscheibe und von zwei oberhalb der Zahnscheibe bekannt, bei der eine an ihrem äußeren Umfang mit angeordneten Induktionsspulen, an deren Ausgängen 50 mehreren Schlitzen versehene Scheibe verwendet wird, bei einer Drehung der Zahnscheibe auf Grund der In Höhe der Schlitze sind auf der einen Seite der Änderung des magnetischen Widerstandes phasenver- Scheibe eine Lichtquelle und auf der anderen Scheibenichobene Wechselspannungen induziert werden, die der seite ein Kollimator und eine Fotozelle angeordnet. Drehzahl des Motors proportional sind, wobei bei Alle diese Bauelemente liegen fluchtend auf einer Linie. Drehrichtungsumkehr der Phasendifferenzwinkel sein 55 Bei einer Drehbewegung der Scheibe, die z. B. mit dem Vorzeichen ändert. Läufer eines Motors gekuppelt sein kann, erzeugt die

Zur Drehzahlregelung eines Motors wird zum Soll- Fotozelle eine elektrische Impulsfolge. Es ist weiterhin wert-Istwert-Vergleich ein drehzahlproportionales, bekannt, zwei in einem bestimmten Winkel angeorddrehrichtungsabhängiges Signal benötigt. Es ist be- nete Fotozellen zu verwenden, deren Ausgangssignale kannt, dieses Signal mit einem normalen Gleich- 60 einer gemeinsamen Schaltungsanordnung zugeführt spannungsgenerator zu erzeugen, dessen Ausgangs- werden.

signal direkt zur Regelung der Motordrehzahl aus- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen

genutzit wird. Elektromotor mit elektrisch betriebener Motorbremse

Es sind kleine Wechselstrommaschinen bekannt, die eine Anordnung zu schaffen, die ein der Drehzahl des als rotierende Impulsgeber verwendet werden. Der 65 Elektromotors proportionales, von der Drehrichtung Läufer der Wechselstrommaschine ist mit dem Objekt, abhängiges digitales oder analoges Ausgangssignal dessen Drehzahl gemessen werden soll, gekoppelt und erzeugt,
ähnlich wie ein Zahnrad aufgebaut. Die Zähne können Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

3 7 4

daß das konstante magnetische Feld der Motorbremse Der Abstand zwischen den Spulen 6 und 7 und den

zur Erregung der beiden Induktionsspulen dient, deren Zähnen 11 der Zahnscheibe 3 ist einstellbar3. ιn.,,a\c

Ausgangswechselspannungen in an sich bekannter Größe des Luftspalts 10 ist veränderlich. JieAnoro-

Weise in einem logischen Schaltwerk sowohl zu dreh- nung der Induktionsspulen zueinander uno m dc/ub

richtungsabhängigen digitalen als auch zu drehrich- 5 auf die Zahnscheibe 3 geht aus t ι g. / ^ne™^r· ζ^υ"^Cl

tungsabhängigen analogen Spannungssignalen weiter- die Spule 7 entweder die dargestellte «w u« * -

verarbeitet «verden, die der Drehzahl proportional sind. strichelt gezeichnete Lage einnenmen """·"'

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Tacho- Wirkungsweise der erfindungsgemaflen :^™^ungs-

maschine innerhalb des Motorgehäuses derart ange- anordnung geht aus der folgenden BeschreiDungnervor

ordnet ist, daß sie vor mechanischen Beschädigungen io Die Erregung der Indukt.onsspulen *· ^ enoigi

geschützt ist und außerdem bei einer Wartung der durch das Magnetfeld «ner dektnsch betncDenen

Motorbremse nicht entfernt zu werden braucht. Zum Motorbremse 5, die während des Betneoes °« ^E"*"

anderen ist eine besondere Spannungsquelle zur Er- tromotors gelüftet ist. Das Magnetfeld, weicnes zum

regung der Induktionsspulen nicht nötig, da diese Abziehen der Bremsbacken ausgenutzt wo, .""⁸^" durch das konstante magnetische Feld der Motor- 15 durch einen durch die Spulen der Mm^emse

bremse erregt werden. fließenden Strom. Infolge des Lmtspaltes zwischen

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- den Bremsbacken und dem ^m**^ ^⁵"™^».;

schlagen, geblechte oder massive Induktionsspulen- wirkenden Teil wird ein verhaltnismauig! «arec^

kerne zu verwenden. Weiterhin ist es möglich, die Streumagnetfeld erzeugt, desstA I-eldrniien s cn uoer rnduktionsspulen derart hintereinander? jgend anzu- ao die Zahnscheibe 3 und die Itdulctionsspuier,10 /

ordnen, daß die Wechselspannungen eine konstante schließen, so daß die Induktionsspulen 6-J «J™

Phasenverschiebung im gesamten Drehzahienbereich fremde Spannungsquelle erregt werden unrer aen

aufweisen. Spulen 6, 7 rotiert jedoch die mit der Motorwelle4

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird fest verbundene Zahnscheibe 3, so daß aufOrund der vorgeschlagen, daß die Zahnscheibe und die I nduktions- as unterschiedlichen Abstände zwischen_ zannscne.^e 3

spulen zwischen Kollektor und Bürstenbrille im Kollek- und den Spulen 6, 7 (infolge der Zahne und z.ann-

torraum des Motors angeordnet sind. lücken) ein wechselnder Magnetfluß entsteht, der in

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach den Spulen 6, 7 Wechselspannungen erzeugt,

der Erfindung dargestellt. Um den Streufluß optimal auszunutzen müssen de Fig. 1 zeigt die Anordnung der mechanischen Bau- 30 Form, Anordnung und die Windungszahl der apu-

teiie innerhalb des Kollektorraumes eines Motors und len 6, 7 festgelegt werden. Durch versuche wurde er-

F i g. 2 die Zahnscheibe mit den zwei zugehörigen, mittelt, daß zur optimalen StouftoBawutomgaa

über der Zahnreihe angeordneten Induktionsspulen. Luftspalt zwischen der Zahnscheibe 3 und aen a_Pu-

In F i g. 1 ist mit 1 der Kollektor und mit 2 die len 6, 7 möglichst klein sein muß. Der Kern der _s»pu-Bürstenbrille des Motors bezeichnet. Die Zahnscheibe 3 35 leno, 7 kann entweder geblecht sein oder aus einem

ist mit der Motorwelle 4 fest verbunden und liegt massiven Stahlkern bestehen, wenn derPnr-senwmicei ψ

zwischen Kollektor 1 und Bürstenbrille 2. Diese zwischen den beiden Spulenspannungen nicht von Scheibe 3 kann z. B. mit 20 Zähnen 11 versehen sein,

wobei die Zahnlücken 12 rechteckförmig ausgeführt (2n -h 1)

sind. Die Zahnlücken 12 sind ebenso breit wie die 40 φ = ^ Π Zähne 11. Die Induktionsspulen 6 und 7 sind mittels

einer Halterung 8, die an den Feststellschrauben der . . j_lirru

Bürstenbrille 2 angeschraubt ist, derart angeordnet, in beiden Drehrichtungenabwejcht worin "_ durch

daß die Zähne 11 der Zahnscheibe 3 an den Enden der eine Zahl zu ersetzen ist. Um ^Storeinfl"^.°"^r7._t ^df_s Induktionsspulen 6 und 7 vorbeigleiten (vgl. auch 45 Magnetfeld des Elektromotors zu.venjoden, «t es

F i g. 2). Mit 5 ist die Bremse des Motors und mit 9 außerdem wirkungsvoll, den Induktionsspulen 6,7

ist das Motorgehäuse bezeichnet. eine Abschirmung zuzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

I 936 348 ι 2 aus Weicheisen und die gegenüberstehenden Polschuh«:. Patentansprüche: die die Induktionsspule tragen, aus dauermagnetischem Material bestehen. Die an den Polschuhen sich vorbci-

1. Anordnung zur Messung der Drehzahl und bewegenden Zähne des Rotors haben eine Änderung Drehrichtung eines Elektromotors mit elektrisch 5 des magnetischen Flusses zur Folge, wodurch eine betriebener Motorbremse unter Verwendung einer Spannung in den Induktionsspulen erzeugt wm.. auf der Motorwelle befestigten Zahnscheibe und Eine andere Art solcher Impulsgebermuschinen bevon zwei oberhalb der Zahnscheibe angeordneten nutzt nichtmagnetische Polschuhe für die Intfuktions-Induktionsspulen, an deren Ausgängen bei einer spulen, und zwar bestehen hier die Rotorzahne ans Drehung der Zahnscheibe auf Grund der Änderung ίο dauermagnetischem Material, wobei die Zahne in des magnetischen Widerstandes phasenverschobene wechselnder Folge als Nord- und Sudpole onentk· Wechselspannungen induziert werden, die der sind.

Drehzahl des Motors proportional sind, wobei bei ZurMessungsehrkleinerundsehrgroßerDrehzahic:,

Drehrichtungsumkehr der Phasendifferenzwinkel ist ein rotierender magnetischer Impulsgeber bekam,

sein Vorzeichen ändert, dadurch gekenn- 15 bei dem ein Rotor mit aus massivem Eisen bestehe

zeichnet, daß das konstante magnetische Feld den Zähnen verwendet wird, die an einer im Rau;·,

der Motorbremse (5) zur Erregung der beiden feststehenden Induktionsspule vorbeilaufen. Di₁

Induktionssf ilen (6, 7) dient, deren Ausgangs- Spule dient als Schwingkreisspule eines hochfrequent«

wechselspannungen in an sich bekannter Weise in Oszillators. Die Ausgangsgröße des Impulsgebe

einem logischen Schaltwerk sowohl zu dreh- ao ergibt sich aus der Summe der (positiven oder nee

richtungsabhängigen digitalen als auch zu dreh- tiven) induzierten Spannungsstöße und den Schv.i>

richtungsabhängigen analogen Spannungssignalen gungsintervallen des Oszillators,

weiterverarbeitet werden, die der Drehzahl pro- Es sind auch Geräte bekannt, die nach dem Prinz·;

portional sind. der Impulsdichtemessung arbeiten. Auf einer Well·

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- as werden Weicheisenitäbe, sogenannte »Triggerstäbe'., kennzeichnet, daß die Induktionsspulen (6, 7) der- angebracht, die bei Rotation der Welle an einem elek art hintereinanderliegend angeordnet sind, daß die tromagnetischen Aufnehmer vorbeigleiten. Jeder Trig-Wechselspannungen eine konstante Phasenverschie- gerstab löst in deTi Aufnehmer ein elektrisches Spanbung im gesamten Drehzahlbereich haben. nungssignal aus. Je nach Anzahl der Triggerstäbe

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, da- 30 ergibt sich pro Wellenumdrehung eine bestimmte durch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (3) und Impulsfrequenz. In einem monostabilen Multivibrator die Induktionsspulen (6, 7) zwi..-.hen Kollektor (1) erhalten die Impulse ein gleichbleibende Form mit und Bürstenbrille (2) im Kollektorraum des Motors konstantem Energiegehalt. Nach Integration dieser angeordnet sind. Normimpulse erhält man eine Gleichspannung, deren

4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet 35 Höhe der Drehzahl proportional ist.

durch die Verwendung von geblechten Induktions- Zur Drehrichtungserkennung ist es bekannt, zwei

Spulenkernen. Hallgeneratoren zu verwenden. Die Hallgeneratoren

fi. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet sind um 90° versetzt auf einer gemeinsamen Halterung durch die Verwendung von massiven Induktions- befestigt und wirken mit zwei mit der Läuferachse verspulenkernen. 40 bundenen Kronenmagneten aus leichtem, permanent

magnetischem Material zusammen, deren Zacken

wechselnde Polarität aufweisen. Es stehen sich jeweils