DE1936379A1 - Anordnung zur Drehzahlregelung eines Synchron-Kleinmotors - Google Patents

Description

• Anordnung zur Drehzahlregelung eines Synchron-Kleinmotors Die Erfindung bezieht sich auf einen Kleinmotor mit permanentmagnetischem Polrad, insbesondere einen Synchronmotor, welcher mindestens zwei Wicklungsteile aufweist, die abwechselnd über gesteuerte Schalttransistoren mit Gleichstrom Gespeist werden.
• Die Schalttransistoren werden mittels einer frequenzgeregelten Multivibratorschaltung gesteuert.
• Derartige Motoren sind insbesondere geeignet als Stellantriebe für Regelanlagen schreibende Meßgeräte und änliche Anordnungen, insbesondere auch für netzunabhängige Antriebe, welche mit batteriegespeisten Motoren ausgerüstet sind. Der Synchronmotor arbeitet bei einer solchen Schaltung als Schrittmotor. Die Frequenz dieser Schritte und damit die Drehzahl des Motors hängt von der Ausgangsfrequenz des die Schalttransistoren aussteuernden Multivibrators ab.
• Durch das Ausgangssignal des Multivibrators werden die Schalttransistoren geöffnet. Dabei fließt durch die jeweilige Motor-Teilwicklung der Arbeitsstrom so lange, wie der ihr zugeordnete Schalttransistor geöffnet ist. Zum Bewegen des Polrades um einen Schritt ist jedoch nur einen kurzer Stromimpuls nötig, so daß der nach erfolgter Bewegung durch die Arbeitswicklung fließende Strom nicht mehr benötigt wird und einen unnötigen Leistungsverlust darstellt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und den Läufer des Motors mittels kürzest möglicher Stromimpulse schrittweise zu bewegen.
• Erfindungsgemäß wird bei einem Kleinmotor der eingangs beschriebergen Art vorgeschlagen, daß die von des Multivibrator gelieferten Steuerimpulse über eine Kondensator-Widerstands-Reihenschaltung (R-C-Glied) den Basen der Steuertransistoren zugeführt werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 das Schaltbild der Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 2 das Spannungs-Zeit-Diagramm bisher üblicher Schaltungen und Fig. 3 das Spannungs-Zeit-Diagramm der Schaltung gemaß der Erfindung.
• In der Fig. 1 ist ein Schaltschema der Steueranordnung eines Kleinmotors gemiiß der Erfindung dargestellt. Der Motor wird aus einer Batterie gespeist. An den Klemmen 1 und 2 liegt die Batteriespannung UB an. Vom Multivibrator 3 werden Steuerimpulse erzeugt, deren Frequenz in üblicher Weise einstellbar ist. Der Multivibrator 3 besitzt die beiden Ansänge 4 und 5, von denen aus Jeweils einer der beiden Schalttransistoren 6 und 7 gesteuert wird. Die Wicklung des Motors besteht aue den beiden gleichartigen Wicklungsteilen 8 und 9. Beiden Wicklungsteilen 8 und 9 ist je einer der beiden Schalttransistoren 6 und 7 zugeordnet.
• Jedes der beiden Wicklungsteile 8 und 9 wird nur dann vom Strom durchflossen, wenn der ihm zugeordnete transistor von Multivibrator das Signal zum Öffnen erhält. Die vom Multivibrator ausgehenden Impulse haben normalerweise die in der Fig. 2 dargestellte Rechteckform, wobei sich die Länge des Rechtecks in Richtung der t-Achse nach der eingestellten Frequenz des Multivibrators richtet. Der Jeweils durch einen solchen Impuls ausgesteuerte Transistor öffnet während der ges alten Dauer des Ii pulses, also beispielsweise während der Zeit von t0 bis t1.
• Während dieser Zeit fließt auch der volle Arbeitsstrom im zugeordneten Wicklungsteil. Zur Weiterbewegung des Polrades des Motors um einen Schritt ist jedoch nur ein zeitlich relativ kurz fließender Arbeitsstrom erforderlich, da nur während der kurzen Zeit der Weiterbewegung des Polrades Antriebsleistung benötigt wird.
• Gemäß der Erfindung werden die Steuerimpulse entsprechend der tatsächlich benötigten leistung verkürzt. Deshalb ist in die Verbindung zwischen den ausgang 4 bzw. 5 des Multivibrators 3 und den Schalttransistor 6 bew, 7 Jeweils ein R-C-Glied, bestehend aus den Xondenaator 10 bzw. 11 und dem Widerstand 12 bzw. 13, eingeschaltet. Diese Schaltglieder bewirken eine Differenzierung der vom Multivibrator 3 ausgesandten Impulse und es entsteht eine Iatpulsreihe, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist. Ein solcher Art differenzierter Impuls reicht aus, ul durch nur kurzzeitige Öffnung des Schalttransistors während der Zeit vo t0 bi8 t2 einen kurzen Stromstoß in den zugeordneten Wicklungsteil zuzulassen, durch welchen das Polrad um einen Schritt weiterbewegt wird. Es wird somit nur soviel Motorantriebsleistung zur Verfügung gestellt, wie tatsächlich benötigt wird. Der Synchronmotor arbeitet bei dieser Schaltung als Schrittmotor, der Läufer bewegt sih jeweils nur von einem Pol zum nächsten. Diese Arbeitsweise setzt voraus, daß der Läufer in üblicher Weise daren gehindert wird, nach einem infolge eines Schaltschrittes erfolgten Anstoß leer weiterzulaufen und somit eine völlig unkontrollierte Drehzahl zu erhalten.
• Die in der Fig. 1 zwischen der Eingangsleitung und den Steuerleitungen des Multivibrators 3 eingezeichneten Dioden 14 und 15 arbeiten als sogenannte Freilaufdioden und bewirken die Ableitung der negativen Flanken der differenzierten Rechteckimpulse.
• Beim Antrieb des Motors direkt aus dem Wechselstromnetz wird die Netzspannung nach Gleichrichtung und eventueller Heruntertransformierung den Klemmen 1 und 2 zugeführt.
• Der Multivibrator ist zweckmäßigerweise als integrierter Schaltkreis oder als Dickfilmschaltung ausgeführt und benötigt infolgedessen nur äußerst geringen Einbauraum. In diesen Schaltkreis können die R-C-Schaltglieder 10 bis 13 einbezogen werden.
• Der entsprechend der Erfindung ausgesteuerte Motor kann im Falle der Speisung aus den Wechsel stromnetz direkt oder in beliebiger Über- bzw. Untersetzung netzsynchron betrieben werden, die Steuerfrequenz kann ferner vom Betriebszustand beliebiger, vom Motor angetriebener Geräte abhängig gemacht werden. Der Motor kann auch in vorteilhafter Weise als Impulszähler eingesetzt werden. Darüber hinaus finden sich in der Neß- und Regeltechnik noch eine Vielzahl von Anwendungsgebieten, auf welchen der Motor Mit Vorteil eingesetzt werden kann.
• - Patentansprüche -

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Kleinmotor mit permanentmagnetischem Polrad, welcher mindestens zwei Wicklungsteile aufweist, die abwechselnd über gesteuerte Schalttransistoren mit Gleichstrom gespeist werden und dessen Einrichtung zur Steuerung der Schalttransistoren aus einer frequenzgeregelten Multivibratorschaltung besteht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die von dem Multivibrator (3) gelieferten Steuerimpulse über eine Kondensator-Widerstands-Reihenschaltung (10, 12 bzw. 11, 13) (R-C-Glied) den Basen der Steuertransistoren (6, 7) zugeführt werden.
2. 2. Kleinmotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k en n-Z e :L c h ne t, daß zwischen den R-C-Gliedern (10,12 bzw. 11, 13) und den Steuertransistoren (6, 7) Freilaufdioden (14, 15) die Steuerleitung mit der Eingangsleitung des Multivibrators (3) verbinden.
3. 3. Kleinmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r o h g e k e na z e i oh n e t, daß den Wicklungsteilen (8, 9) nur die zur Erzielung eines Schaltschrittes erforderliche Motorantriebsleistung zugeführt wird.
4. 4. Kleinmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kleinmotor als Synchronmotor in Schrittschaltung betrieben wird.
5. 5. Kleinmotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r zu c h e k e n n z e i c h n e t, daß die Antriebsleistung für den Kleinmotor aua einer Batterie entnommen wird
6. 6. Kleinmotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a du r c h g e k e n n b e i ¢ h n e t, daß die Antriebsleistung für den Kleinmotor dem Wechselstromnetz über einen Transformator und eine Gleichrichterschaltung entnommen wird.
7. 7. kleinmotor nach den Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die R-C-Glieder (10,12 bzw. 11, 13) zusammen mit dem Multivibrator (3) als integrierter Schaltkreis ausgebildet sind.