DE19622049B4 - Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die beim Starten eine Felderregung während wechselnden Mehrphasenkommutierungszuständen unterdrückt - Google Patents

Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die beim Starten eine Felderregung während wechselnden Mehrphasenkommutierungszuständen unterdrückt Download PDF

Info

Publication number
DE19622049B4
DE19622049B4 DE19622049A DE19622049A DE19622049B4 DE 19622049 B4 DE19622049 B4 DE 19622049B4 DE 19622049 A DE19622049 A DE 19622049A DE 19622049 A DE19622049 A DE 19622049A DE 19622049 B4 DE19622049 B4 DE 19622049B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phase
gate
signal
mode
clock signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19622049A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19622049A1 (de
Inventor
Shi-Ming Bucheon Tang
Sang-Yong Bucheon Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of DE19622049A1 publication Critical patent/DE19622049A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19622049B4 publication Critical patent/DE19622049B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor
    • H02P1/22—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor in either direction of rotation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

Abstract

Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit dreiphasigen Statorwicklungen und einem Rotor mit permanentmagnetischen Aufbau, die aufweist:
eine Ansteuerschaltung zum zyklischen Zuführen von Erregerströmen zu zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklungen und wobei die jeweilig dritte Phase der dreiphasigen Statorwicklungen gegenwärtig nicht angesteuert wird;
eine Phasenauswahlschaltung zum Auswählen einer gegenelektromotorischen Kraft, die in der gegenwärtig nicht angesteuerten Phase der Dreiphasenstatorwicklungen erzeugt wird;
einen Nulldurchgangsdetektor zum Erfassen von Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft, die von der Phasenauswahlschaltung ausgewählt wird, um die tatsächlichen Nulldurchgängen zu erfassen;
einen Schiebetaktgenerator zum Erzeugen von Schiebetaktpulssignalen, wobei der Zeitpunkt dieser Schiebetaktpulssignale als Reaktion auf die erfassten tatsächlichen Nulldurchgänge gesteuert wird;
einen sechsstufigen Ringzähler, welcher auf die Schiebetaktimpulssignale reagiert, um Paare von aufeinanderfolgenden gleichen logischen Binärwerten zyklisch durch den Ringzähler zu bewegen und welcher somit ein Sechsphasentaktsignal erzeugt, von dem jeder Zyklus sechs Kommutierungszustände von jeweils 60° Phasenwinkel aufweist; und
eine Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung zum Anlegen...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Startschaltungen für sensorlose bürstenlose Gleichstrommotoren und insbesondere Startschaltungen eines neuen Typs, die als "Telegrafenstartschaltungen" bezeichnet werden, da sie während eines Hochlaufens einen Ratterton abgeben, der dem Geräusch ähnlich ist, das von einem Telegrafenklopfapparat erzeugt wird.
  • Der Spindelantriebsmotor einer Magnetplattenantriebsvorrichtung ist im allgemeinen ein bürstenloser Mehrphasengleichstrommotor, wobei dieser Motor einen Rotor mit permanentmagnetischen Aufbau und einen mit Mehrphasenwicklungen versehenen Stator aufweist. Die Mehrphasenwicklungen werden zum Erzeugen eines Drehmagnetflußmusters, das auf den Rotor mit permanentmagnetischen Aufbau ein Drehmoment induziert, durch Gleichstrompulse sequentiell erregt. Die Gleichstrompulse werden als Reaktion auf Kommutierungssignale, die von einer Steuerschaltung angelegt werden, welche im allgemeinen unter Verwendung einer monolithischen integrierten Schaltung aufgebaut ist, von einer Motoransteuerschaltung angelegt. Einige bürstenlose Mehrphasengleichstrommotoren beinhalten Sensoren zum Erfassen der Lage ihrer Rotoren, so daß insbesondere während eines Hochlaufens des Motors geeignete Kommutierungssignale erzeugt werden können. Optische Sensoren und Hallvorrichtungssensoren sind zum Erfassen der Lage des Rotors verwendet worden. Andere bürstenlose Mehrphasengleichstrommotoren sind "sensorlos"; dadurch verwenden sie keine optischen oder Hallvorrichtungssensoren, um die Rotorposition zu bestimmen, sondern verlassen sich anstattdessen auf ein Erfassen elektrischer Zustände in den Statorwicklungen, um die Rotorposition zu bestimmen. Insbesondere sind bürstenlose sensorlose Gleichstrommotoren eines dreiphasigen Typs üblich.
  • Im allgemeinen können sich Motoren dieses Typs so vorgestellt werden, daß sie einen Stator mit drei Feldspulen aufweisen, die in einer Sterngestaltung verbunden sind, obgleich in der Praxis im allgemeinen eine größere Anzahl von Statorfeldspulen mit mehreren Motorpolen verwendet werden. Typischerweise werden achtpolige Motoren verwendet, welche pro Umdrehung des Rotors vier elektrische Zyklen aufweisen. Jedoch können die Statorspulen immer noch in Form von drei Feldspulen analysiert werden, die in Sterngestaltung verbunden sind, von denen jede einen jeweiligen Satz von vier Spulen aufweist, die um den Umfang des Stators um 90° körperlich getrennt sind.
  • Bei einem zweipoligen Betrieb werden die drei Feldspulen so umgeschaltet, daß jede zu unterschiedlichen Zeiten einen Gleichstromfluß in entgegengesetzten Richtungen leitet, um zyklisch Vorwärtsmagnetisierungs-, Nichtmagnetisierungs- und Rückwärtsmagnetisierungszustände zu erzeugen. Beim zweipoligen Betrieb werden die Feldspulen in Sequenzen erregt, bei denen in jeder ein Strom durch zwei der drei Feldspulen in dem Stern gesteuert wird, wobei die dritte Feldspule unangesteuert bleibt. Die Sequenzen sind so aufgebaut, daß, wenn die Strompfade durch die Feldspulen geändert oder kommutiert werden, eine nachfolgende der Spulen aus dem Stromkreis ausgeschaltet wird und unangesteuert ist und die vorhergehend unangesteuerte Spule in den Strompfad zurückgeschaltet wird. Desweiteren ist die Sequenz so definiert, daß, wenn die vorhergehend unangesteuerte Spule in den Strompfad zurückgeschaltet wird, ein Strom in der gleichen Richtung wie in der jetzt unangesteuerten Spule fließen wird, welche vorhergehend in dem Strompfad beinhaltet war; auf diese Weise wird eine Felddrehung (und folglich eine Rotordrehung) in der gleichen Richtung fortgesetzt. Demgemäß werden sechs aufeinanderfolgende Kommutierungszustände für jeden elektrischen Zyklus in einem Gleichstrommotor mit dreiphasigen Statorfeldspulen gebildet.
  • Bei der herkömmlichen Schrittsequenz bzw. CSS (= conventional step sequence) für einen zweipoligen Betrieb ist die Schrittsequenz so, daß in jeder Statorspule die Dauer des Zuführens eines bestimmten Gleichstroms in einer Vorwärtsrichtung, um eine Vorwärtsmagnetisierung zu erzeugen, in jedem Zyklus die gleiche wie die Dauer des Zuführens des bestimmten Gleichstroms in einer Rückwärtsrichtung, um eine Rückwärtsmagnetisierung zu erzeugen, ist. Die CSS bewirkt, daß die Richtung des Zuführens des bestimmten Gleichstroms zu jeder Statorspule wechselt, wobei die Intervalle des Zuführens des bestimmten Gleichstroms um Intervalle getrennt sind, die halb so lang sind, wie die Dauer, während welcher die Statorspule unangesteuert ist und keinen Strom leitet, um einen Nichtmagnetisierungszustand zu erzeugen. Die CSS wird unter Verwendung eines Ringzähleraufbaus von sechs Daten-Flipflops erzeugt, in welchen Muster von logischen EINSEN (bzw. logischen Binärwerten) zyklisch bewegt werden.
  • Ein Beibehalten einer Information, die die Position des Rotors betrifft, ist wichtig, um die Kommutierungssequenzen so zu erzeugen, daß die Motordrehung ohne Rucken beibehalten werden kann. Der meistverwendete Weg, um dies durchzuführen, besteht darin, den Motor von einer bekannten Position zu starten und dann eine Information, die die augenblickliche oder gegenwärtige Position des Rotors betrifft, zu entwickeln. Eine Information einer augenblicklichen Position kann als ein Teil des Kommutierungsverfahrens durch ein Erkennen der gegenwärtig unangesteuerten Statorfeldspule und ein Überwachen der gegenelektromotorischen Kraft oder "Gegen-EMK", die als Reaktion auf Änderungen des Drehmagnetfeldes, die von den anderen Statorfeldspulen erzeugt und von den Änderungen der magnetischen Kopplung des Transformators, die durch eine Änderung der Position des Rotors gegeben ist, abgeändert wird, in die gegenwärtig unangesteuerte Spule induziert wird, erzielt werden. Wenn die in die unangesteuerte Spule induzierte Spannung eine Polarität umkehrt, was als ein "Nulldurchgang" bezeichnet wird, wird die Position des Rotors als bekannt angenommen. Die Erfassung des Nulldurchgangs wird im allgemeinen zum Steuern der Frequenz und des Phasenabgleichs der Kommutierungssequenz für die Statorfeldspulen verwendet. Die "Gegen-EMK" kann zum Bestimmen geeigneter Kommutierungssignale einfach erfaßt werden, nachdem der Motor läuft, aber sie ist zu klein, um während des Hochlaufens des Motors einfach und zuverlässig erfaßt zu werden. Zu Beginn eines Hochlaufens des Motors können Differenzen der Induktivitäten der Phasen der Mehrphasenstatorwicklung infolge der Rotorlage durch ein Bestimmen der Reaktionen auf zugeführte Strompulse gemessen werden, um somit eine Anzeige der Rotorlage zu entwickeln.
  • Ein Startfehler oder eine Startzuverlässigkeit eines Betriebs eines sensorlosen bürstenlosen Mehrphasengleichstrommotors ist ein wichtiger Sachverhalt in der Festplattenlaufwerke herstellenden Industrie. Herkömmlicherweise sind bei Anwendungen eines Betriebs eines sensorlosen bürstenlosen Mehrphasengleichstrommotors die grundsätzlichen Schwierigkeiten, die hervorgerufen werden, wenn ein Motor gestartet wird, ein Fehlen einer Information über die Position seines Rotors, eine Anforderung nach einem beträchtlichen Startdrehmoment und ein niedriges Startdrehmoment, infolgedessen, daß sich der Motor am oder in der Nähe eines Totpunkts befindet, an dem das Drehmoment null beträgt. Anforderungen nach einem Startdrehmoment sind im allgemeinen höher als Anforderungen nach einem Laufdrehmoment, um die "Haftreibung" zu überwinden. Eine Haftreibung entsteht in einem Winchesterlaufwerk zum Teil aufgrund eines Festsitzens oder Schleifens eines Kopfes auf der Magnetplatte, bevor das Luftpolster, auf dem die Köpfe "schweben", durch das schnelle Drehen der Magnetplatte gebildet ist, und zum Teil aufgrunddessen, daß eine Haftreibung in den Festplattenantriebslagern größer als die Gleitreibung ist. Anforderungen nach einem Startdrehmoment sind insbesondere hoch, wenn es aufgrund von Feuchtigkeit oder einem anderen Zustand ein beträchtliches Festsitzen des Kopfes gibt. Viele Motorstartverfahren sind vorgeschlagen worden, um diese bekannten Schwierigkeiten zu überwinden.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Überwinden des Nachteils, daß der Motor infolge eines Fehlens einer Information über die Position des Rotors nicht starten wird, ist im U.S.-Patent Nr. 5,254,914 A , ausgegeben am 19. Oktober 1993, von John C. Dunfield et al, mit der Überschrift "POSITION DETECTOR FOR BRUSHLESS DC MOTOR", beschrieben. Das U.S.-Patent Nr. 5,254,914 A beschreibt ein Bestimmen der Rotorposition beim Start durch ein Injizieren kurzer Strompulse in jede Mehrphasenstatorwicklung, wobei jede Phase oder jedes Phasenpaar zuerst von einem Puls einer Polarität und dann von einem Puls einer entgegengesetzten Polarität erregt wird. Die Differenz der Abfallzeiten, der in die nichterregten Phasen induzierten Spannungen wird erfaßt. Eine Ergebnistabelle, die durch ein solches Testen gebildet wird, zeigt die Position des Rotors bezüglich der Statorwicklungen an, was definiert, welche Polaritätsströme jeder Phase zugeführt werden sollten, um den Motor so zu starten, daß die Motordrehung in einer vorgeschriebenen Richtung beginnt. Das von Dunfield im U.S.-Patent Nr. 5,254,914 A offenbarte Startverfahren mißt indirekt eine Gegeninduktivität zwischen Statorfeldspulenwicklungsphasen, so daß es lediglich bei sensorlosen bürstenlosen Mehrphasengleichstrommotoren nützlich ist, die eine bedeutende Gegeninduktivität zwischen Statorfeldspulenwicklungsphasen aufweisen. Es ist kein hohes Startdrehmoment gewährleistet, da, wenn das Anfangsstartdrehmoment des Motors unzureichend ist, eine nachfolgende Motorsynchronisation problematisch ist. Es besteht eine Neigung, daß sich ein unerwünschtes Nachlaufen zur Synchronisation des Motors mit einem möglichen Versatz oder einer umgekehrten Drehung ergibt.
  • Ein Verfahren unter Verwendung einer Hochfrequenzkommutierung, bei welchem ein kurzer Strompuls jeder Phase der Statorwicklung zugeführt wird und die Motorstromreaktionen darauf gemessen werden, um die Position des Rotors während einer Motorstartperiode zu überwachen, ist im U.S.-Patent Nr. 4,876,491 A , ausgegeben am 24. Oktober 1989, von John P. Squires et al, mit der Überschrift "COMMUTATORLESS DC MOTOR FOR HARD DISC SYSTEM", beschrieben. Die Rotorposition wird durch die Statorwicklungsphase angezeigt, die die größten Motorstromreaktionen aufweist. Es kann kein hohes Startdrehmoment gewährleistet werden, da, wenn das Anfangsstartdrehmoment des Motors unzureichend ist, eine Motorsynchronisation verlorengehen wird und ein unerwünschtes Nachlaufen zur Synchronisation des Motors mit einer Dämpfung eines Startdrehmoments aufgrund eines Versatzes oder einer umgekehrten Drehung folgt, wenn der Motor in der Phase zurückschlüpft.
  • Squires et al. beschreiben, daß die Hochfrequenzkommutierung an dem Motor angewendet wird, bis er eine vorgeschriebene Drehzahl erreicht, die niedriger als die letztliche Laufdrehzahl ist, aber ausreichend hoch ist, daß die Statorwicklungen beträchtliche darin induzierte Gegen-EMKs aufweisen. Jedoch besteht aus einem Fortsetzen, die Hochfrequenzkommutierung anzuwenden, wenn die Rotordrehzahl während eines späteren Abschnitts der Motorstartperiode zunimmt, eine Neigung, daß sich ein unerwünschtes Nachlaufen zur Synchronisation des Motors mit einem möglichen Versatz oder einer umgekehrten Drehung ergibt. Dieses Problem entsteht, da die Zunahme der Gegen-EMK, wenn sich die Rotordrehzahl erhöht, die Höhen der Motorströme beeinträchtigt, was zu einem Fehler beim Bestimmen führt, welcher Motorstrom der größte ist.
  • Nachdem die Motordrehung Drehzahlen erreicht hat, bei welchen beträchtliche Gegen-EMKs in die Statorwicklungen induziert werden und Motorströme verringert werden, werden vorzugsweise anstelle von Spitzen der Motorströme Nulldurchgänge der Gegen-EMKs der unangesteuerten Statorfeldspulen erfaßt, um die Zeitreferenz zur Erzeugung einer Kommutierung zu bilden. Die Abstände der Nulldurchgänge erzielen unbeeinträchtigt von den Amplituden der Motorströme, die sich vermindern, wenn die Gegen-EMKs mit einer Erhöhung der Drehzahl in den Statorwicklungen zunehmen, eine gültige Zeitreferenz zur Erzeugung einer Kommutierung bei diesen Drehzahlen.
  • Es kann jedoch selbst dann immer noch kein hohes Startdrehmoment gewährleistet werden, wenn die herkömmliche Schrittsequenz mit korrektem Phasenabgleich an den Statorfeldspulen des Motors angewendet wird. Eine Kommutierung auf der Grundlage dieser Zeitreferenz kann ein unzureichend großes Anfangsstartdrehmoment erzeugen. Es kann kein hohes Startdrehmoment erzeugt werden, wenn das Anfangsstartdrehmoment des Motors unzureichend ist, und der Rotor wird sich auch dann langsam und abnormal drehen, wenn die Nulldurchgänge genau erfaßt werden. Demgemäß ist es wichtig, ein hohes Startdrehmoment zu erzeugen.
  • Das U.S.-Patent Nr. 5,323,094 A , ausgegeben am 21. Juni 1994, von Kaneda et al, mit der Überschrift "METHOD OF STARTING A SENSORLESS MULTIPHASE DC MOTOR", beschreibt Kommutierungssequenzen, die bei einem bürstenlosen sensorlosen Dreiphasengleichstrommotor ein hohes Startdrehmoment vorsehen. Kaneda et al beschreiben eine Kommutierungssequenz zum Hochlaufen, die vom Typ eines Doppelansteuerns ist, bei welchem jede Statorfeldspule die Richtung eines Stromflusses dadurch aufweist, die mit bestimmten Wechseln einer Polarität gewechselt wird, die durchgeführt werden, ohne daß Intervalle von Nullstromflüssen auftreten, um die Änderung der Magnetflußdichte zu verdoppeln, die zu solchen Zeiten von der Feldspule erzeugt wird. Solche Zeiten stimmen mit Zeiten überein, zu denen ein doppelte Änderung der Magnetflußdichte von der einen oder der anderen der anderen Feldspulen erzeugt wird. Die Verdoppelung dieser Änderungen der Magnetflußdichte heben das Startdrehmoment an. Diese Kommutierungssequenz kann nachfolgend wiederholt werden, wobei die Polarität mit jeder Wiederholung umgekehrt wird, um die magnetische Sättigung infolgedessen, daß die mittleren Feldspulenströme Gleichstromkomponenten aufweisen, zu verringern. Die Kommutierungssequenz kann wiederholt werden, wobei die Höhe der Stromsteuerung mit jeder Wiederholung erhöht wird.
  • Es gibt immer noch das Problem, daß sich der Motor bei seiner Drehung an einem Totpunkt befindet, wenn ein Starten versucht wird. Um dieses Problem zu lösen, ändert Kaneda seine erste Kommutierungssequenz ab, um die Spule, die ansonsten schweben würde, zu verbinden, um für eine Zeit einen Strom zu leiten, die sich über die Zeit erstreckt, in der ansonsten von dieser Spule die doppelte Änderung der Magnetflußdichte erzeugt werden würde. Der Totpunkt wird abhängig davon geringfügig veschoben, ob die abgeänderte Verbindung angelegt oder unterbrochen ist. Somit ist ein Starten sichergestellt. Wenn sich der Motor zu Beginn eines Startens nicht auf einem verschobenen Totpunkt befindet, wird sein Anfangsdrehmoment ihn bis nach dem Totpunkt befördern, wenn die abgeänderte Verbindung unterbrochen ist. Wenn sich der Rotor zu Beginn eines Startens auf einem verschobenen Totpunkt befindet, wird ein Zurückschieben des Totpunkts durch ein Unterbrechen der abgeänderten Verbindung nach einem Anfangsfehler zu starten bewirken, daß sich der Rotor nicht länger an einem Totpunkt befindet, und die Drehung des Rotors wird zumindest begonnen, wenn die doppelte Änderung der Magnetflußdichte das nächstemal auftritt.
  • Jedoch weisen, obgleich durch die von Kaneda et al. beschriebenen Verfahren ein höheres Startdrehmoment erzielt werden kann, diese Verfahren den Nachteil auf, daß während der Startperiode die Drehung des Rotors nicht mit dem Drehmagnetflußmuster, das von den Statorwicklungen erzeugt wird, synchronisiert ist, wenn während der Normalbetriebsart zu der herkömmlichen Schrittsequenz umgeschaltet wird. Somit kann während eines Umschaltens zu der herkömmlichen Schrittsequenz ein unerwünschtes Nachlaufen zur Synchronisation des Motors mit einem möglichen Versatz oder einer umgekehrten Drehung auftreten. Praktisch ausgedrückt ist das höhere Drehmoment des Verfahrens von Kaneda et al während dieser Nachlaufperiode nicht verfügbar, da Änderungen des Drehmoments in entgegengesetzten Richtungen dazu neigen, sich auszulöschen.
  • Das Verfahren von Kaneda et al. ist nicht lediglich ein Verfahren eines Doppelansteuerns, was sozusagen ein Verfahren ist, bei dem zu einer Zeit eine entgegengesetzte Änderung des Magnetflusses in zwei Wicklungen induziert wird, sondern schaltet ebenso die Richtung eines Erregerstroms in jeder dieser Wicklungen von einer Polarität zu der entgegengesetzten Polarität um, um darin eine doppelte Änderung des Magnetflusses zu erzeugen. Dies erhöht das Risiko eines Überschlags zwischen Zufuhrleitungen in den jeweiligen Ansteuerschaltungen, die jede Statorfeldspule ansteuern, wobei dieser Überschlag auch in unvollständiger Form eine unerwünschte Erwärmung innerhalb der Ansteuerschaltungen verursacht.
  • Das U.S.-Patent 4,162,435 A offenbart ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kommutieren eines Gleichstrommotors ohne dabei Postitionssensoren zu benötigen. Dazu wird für die Ermittlung der Steuersignale die induzierte Spannung im nichterregten Zustand des Motors gemessen. Dann wird eine Motorwicklung erregt, während die Spannung an einer anderen Motorwichlung gemessen und integriert wird, um eine Flussanzeige vorzusehen. Die integrierte Spannung wird mit einer Referenzspannung verglichen, und wenn die integrierte Spannung die Referenzspannung übersteigt, wird die nächste Motorwicklung aktiviert und das Spannungsintegral auf seinen ursprünglichen Wert zurückgesetzt. Ein Ringzähler behält eine Anzeige der momentan erregten Wicklung und kann ebenso dazu verwendet werden, die Messschaltung dazu zu veranlassen, die in der gemäß der Motorsequenz als nächste zu erregenden Wicklung induzierten Spannung zu messen.
  • Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Typ einer Hochlaufkommutierungssequenz bzw. -folge zu schaffen, die das Startdrehmoment bei einem bürstenlosen sensorlosen Dreiphasengleichstrommotor ohne ein Risiko irgendeines Überschlags zwischen Zufuhrleitungen in den jeweiligen Ansteuerschaltungen, die jede Statorfeldspule ansteuern, erhöht.
  • Diese Hochlaufkommutierungssequenz wird die Drehung des Motors während eines Hochlaufens mit dem Drehmagnetflußmuster synchronisieren, das von den Statorfeldspulenwicklungen erzeugt wird, wenn während der Normalbetriebsart zu der herkömmlichen Schrittsequenz umgeschaltet wird, um die Nachlaufprobleme bezüglich einer Rotorlage während des Umschaltens von einem Startbetrieb zu einem Normalbetrieb zu verhindern. Diese Hochlaufkommutierungssequenz wird gemäß einem Aspekt der Erfindung durch eine Unterdrückung der Statorfeldspulenerregung während wechselnder der sechs aufeinanderfolgenden Kommutierungszustände geschaffen, die für jeden elektrischen Zyklus durch die herkömmliche Schrittsequenz gebildet werden, die während des Betriebs des Gleichstrommotors in einem Normalbetrieb verwendet wird.
  • Die Startschaltung, die diese Hochlaufkommutierungssequenz erzeugt, bewirkt, daß der Gleichstrommotor während eines Hochlaufens einen Ratterton abgibt, der mutmaßlich dem Geräusch ähnlich ist, das von einem Telegrafenklopfapparat erzeugt wird, so daß eine solche Startschaltung als eine "Telegrafenstartschaltung" bezeichnet wird.
  • Die Tatsache, daß eine Erregung während des alternativen Typs einer Hochlaufkommutierungssequenz in allen Statorfeldspulen unterdrückt wird, erleichtert das Steuern von mehreren Versuchen zu starten. Der Zeitpunkt eines Abschaltens zwischen aufeinanderfolgenden Versuchen zu starten oder zu beschleunigen wird gemäß einem Aspekt der Erfindung einfach durch ein Einstellen der Taktfrequenz der Schaltung gesteuert, die verwendet wird, um die herkömmliche Schrittsequenz bzw. CSS zu erzeugen.
  • Genauer gesagt verkörpert eine Telegrafenstartschaltung für einen Gleichstrommotor, der mit dreiphasigen Statorfeldspulen und einer jeweiligen Ansteuerschaltung für solche Feldspulen versehen ist, die Erfindung in der Vielfachheit ihrer Aspekte.
  • Die Telegrafenstartschaltung weist auf: einen Ringzähler zum Erzeugen der sechsphasigen herkömmlichen Schrittsequenz; eine Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung, die auf die herkömmliche sechsphasige Schrittsequenz und ein Betriebsartensteuersignal reagiert und die während einer Normalbetriebsart die sechsphasige herkömmliche Schrittsequenz an die Ansteuerschaltung für die Gleichstrommotorfeldspulen anlegt und während einer Startbetriebsart eine abgeänderte Schrittsequenz anlegt, um einen Motorstart bei einem hohen Startdrehmoment durchzuführen; einen Nulldurchgangsreferenzgenerator zum Erzeugen eines Nulldurchgangsreferenzsignals, das beim Erfassen verwendet wird, ob sich der Motor in einer richtigen Richtung oder in einer Rückwärtsrichtung dreht; eine Phasenauswahleinrichtung zum Auswählen der gegenwärtig unangesteuerten Statorfeldspule; einen Nulldurchgangsdetektor zum Erfassen des tatsächlichen Nulldurchgangs der gegenelektromotorischen Kraft, die von der gegenwärtig unangesteuerten Statorfeldspule geliefert wird; einen Drehzustandsdetektor, der den tatsächlichen Nulldurchgang mit dem Nulldurchgangsreferenzsignal vergleicht, das von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator erzeugt wird, um zu erfassen, ob ein Zustand einer richtigen Drehung, ein Zustand einer Rückwärtsdrehung oder ein Zustand eines Nichtauftretens eines Nulldurchgangs besteht; einen Erregerstrompulsbreitenmodulator zum Steuern des Erregerstroms durch ein Erhöhen oder Verringern der Breite des Erregerpulses zum erfolgreichen Starten des Motors, wenn der Motor zu dem ersten Zeitpunkt ausfällt; eine Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung, die an den Erregerstrompulsbreitenmodulator angeschlossen ist und zum Stoppen einer Kommutierung durch ein Abschalten einer Energieversorgungsleitung, die mit dem Motor verbunden ist, und zum Erhöhen oder Verringern des Abschaltezeitintervalls für den erfolgreichen Motorstart verwendet wird, wenn der Motor zu dem ersten Zeitpunkt ausfällt; und einen seriellen Anschluß für einen Mikroprozessor zum Verbinden eines externen Mikroprozessors und einer Schaltung, wodurch der Mikroprozessor alle Betriebszustände lesen/schreiben kann und alle Betriebe steuert, wenn ein Mikroprozessor verwendet wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern der Telegrafenstartschaltung die Schritte: Initialisieren einer Variablen N zum Überprüfen einer Anzahl von Ausfällen des Motorstartens, einer Pulsbreite T des Erregerstroms und der Abschaltezeit; Kommutieren der Ausgangsstufe des Motors in der Telegrafenstartbetriebsart während des anfänglichen Startens des Motors; Erfassen, ob das Nulldurchgangssignal erfaßt ist; Erfassen, ob sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht, wenn das Nulldurchgangssignal erfaßt worden ist; Zurückkehren zu dem Schritt zum Durchführen der Kommutierung der Ausgangsstufe des Motors in der Telegrafenstartbetriebsart, nachdem die Kommutierung gestoppt ist und die Energie abgeschaltet ist, wenn sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht; Kommutieren der Ausgangsstufe des Motors in der Betriebsart einer herkömmlichen Schrittsequenz bzw. CSS-Betriebsart, wenn sich der Motor in der richtigen Richtung dreht; Modulieren der Pulsbreite des Erregerstroms, wenn das Nulldurchgangssignal in dem vorhergehenden Schritt nicht erfaßt worden ist; Modulieren der Abschaltezeit; Erhöhen der Variablen N zum Überprüfen der Anzahl von Ausfällen des Motorstartens; und Beenden des Betriebs, wenn die tatsächliche dynamische Anzahl von Ausfällen des Motorstartens gleich der Anzahl der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist, und Zurückkehren zu dem Schritt zum Stoppen der Kommutierung, wenn die Energieversorgung abgeschaltet ist, wenn die tatsächliche dynamische Anzahl von Ausfällen des Motorstartens kleiner als die Anzahl der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 ein Blockschaltbild einer gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Telegrafenstartschaltung für einen Gleichstrommotor;
  • 2 einen Stromlaufplan einer in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Dreiphasenstatorfeldspulenansteuerschaltung im Stand der Technik;
  • 3 einen detaillierten Stromlaufplan einer im Stand der Technik verwendeten Ringzählerschaltung zum Erzeugen der Signale einer sechsphasigen herkömmlichen Schrittsequenz bzw. CSS, die die Umschaltebetriebe der dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung während der Laufbetriebsart der Telegrafenstartschaltung in 1 steuert;
  • 4A bis 4F Wellenformdiagramme von Feldspulenströmen bei einem Normalbetrieb der herkömmlichen Schrittsequenz und bei einem Startbetrieb für eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Telegrafenstartschaltung, wobei sich diese Wellenformdiagramme eine gemeinsame Zeitabszisse teilen;
  • 5A bis 5M Wellenformdiagramme eines Kommutierungssignals bei einem Normalbetrieb einer herkömmlichen Schrittsequenz und bei einem Startbetrieb in einer gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Telegrafenstartschaltung, wobei sich diese Wellenformdiagramme eine gemeinsame Zeitabszisse teilen;
  • 6 einen detaillierten Stromlaufplan einer zur Erzeugung von Kommutierungssignalen in der Telegrafenstartschaltung in 1 als Reaktion auf ein Ausgangssignal aus einem eine Sequenz einer doppelten Eins drehenden Ringzählers verwendete Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung;
  • 7 einen detaillierten Stromlaufplan eines in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Nulldurchgangsreferenzgenerators;
  • 8 einen detaillierten Stromlaufplan einer bzw. eines in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Phasenauswahleinrichtung und Nulldurchgangsdetektors;
  • 9 einen detaillierten Stromlaufplan eines in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Drehzustandsdetektors;
  • 10 einen detaillierten Stromlaufplan eines in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Generators für einen Takt einer einstellbaren Frequenz zum Ändern der Pulsfrequenz und Pulsbreite von den Statorfeldspulen des Gleichstrommotors zugeführten Erregerströmen;
  • 11 einen detaillierten Stromlaufplan einer in der Telegrafenstartschaltung in 1 verwendbaren Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung;
  • 12 ein Flußdiagramm der betrieblichen Schritte eines Verfahrens zum Steuern einer Telegrafenstartschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
  • 13 einen Stromlaufplan von Ausgestaltungen der Dreiphasenstatorfeldspulenansteuerschaltung in 2 und der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung in 6 in einem alternativen Ausführungsbeispiel der Telegrafenstartschaltung in 1.
  • Es folgt die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt eine Telegrafenstartschaltung für einen sensorlosen bürstenlosen permanentmagnetischen Gleichstrommotor 5. Der Gleichstrommotor 5 nimmt über Ansteuerleitungen L1, L2 und L3 Dreiphasenansteuersignale von der dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung 10 auf und legt über einen Null- bzw. Neutralrückleiter LN eine gemeinsame Null- bzw. Neutralspannung an. Ein Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz wird zum Erzeugen eines Taktsignals Takt1 durch ein Frequenzteilen von einem Haupttaktsignal Takt0 verwendet. Eine Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 leitet die Einstellung der Pulsfrequenz des Signals Takt1 von dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz und legt das Signal Takt1 als einen Schiebetakt selektiv an einen Ringzähler 40 an. Das heißt, der Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz und die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 weisen zusammen einen Schiebetaktgenerator 200 für den Ringzähler 40 auf. Der Ringzähler 40 ist von einem Typ, welcher in dem Ring sechs Flipflops aufweist und welcher anstelle einer einzigen EINS (bzw. eines logischer Binärwert) ein Paar von benachbarten logischen EINSEN (bzw. logischen Binärwerte) zyklisch durch den Ring von Flipflops bwegt. Als Reaktion auf das Anlegen des Taktsignals Takt1 erzeugt der Ringzähler 40 ein Sechsphasentaktsignal, das an eine Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 angelegt wird. Während einer Normalbetriebsart legt die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 diesen Sechsphasentakt ohne Abänderung an die dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung 10 zum Steuern ihres Betriebs an. Während einer Startbetriebsart ändert die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 jedoch diesen Sechsphasentakt ab, um einen Dreiphasentakt zu erzeugen, der zum Steuern ihres Betriebs an die dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung 10 angelegt wird.
  • Ein Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 erzeugt ein Nulldurchgangsreferenzsignal MZ auf der Grundlage der Steuersignale, wie sie von dem Ringzähler 40 erzeugt werden. Eine Phasenauswahleinrichtung 60 reagiert auf die von dem Ringzähler 40 gelieferten Steuersignale, um die Gegen-EMK bzw. gegenelektromotorische Kraft auszuwählen, die zwischen dem Nullrückleiter LN und dem unangesteuerten der Ansteuerleitungen L1, L2 bzw. L3 auftritt, zum Anlegen an einen Nulldurchgangsdetektor 70. Der Nulldurchgangsdetektor 70 sieht zum Vergleich mit dem Nulldurchgangsreferenzsignal MZ, das von dem Generator 50 erzeugt wird, ein tatsächliches dynamisches Nulldurchgangssignal Z0 vor, das während der Motordrehung erzeugt wird. Dieser Vergleich wird von einem Drehzustandsdetektor 80 durchgeführt, der erfaßt, ob ein Zustand einer richtigen Drehung, ein Zustand einer Rückwärtsdrehung oder ein Zustand eines Nichtauftretens eines Nulldurchgangs besteht. Der Drehzustandsdetektor 80 überträgt ein Betriebsartensteuersignal ey zu der Kommutierungsschaltung 100, um sie in die Lage zu versetzen, daß sie entweder in dem Normalbetrieb, der eine herkömmliche Schrittsequenz verwendet, oder in dem Startbetrieb arbeitet, der die abgeänderte Schrittsequenz gemäß einem Aspekt der Erfindung verwendet. Ein serieller Anschluß 90 für einen Mikroprozessor ist zur Verbindung mit einem externen Mikroprozessor 95 vorgesehen und beinhaltet eine Schaltung, mittels welcher der Mikroprozessor 95 alle Betriebszustände lesen/schreiben kann und alle Betriebe steuern kann.
  • 2 stellt eine typische dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung eines technisch bekannten Typs dar, die als die Feldspulenansteuerschaltung 10 in 1 verwendet werden kann, um den Statorfeldspulen u, v, w des sensorlosen bürstenlosen permanentmagnetischen Gleichstrommotors 5 einen Dreiphasenerregerstrom zuzuführen. 2 zeigt eine Feldspulenansteuerschaltung, die Anreicherungs-Isolierschicht-Feldeffekttransistoren (IGFETs) eines n-Kanaltyps aufgrund der Einfachheit eines Anlegens der Umschaltesteuersignale an solche Schaltvorrichtungen als Schaltvorrichtungen verwendet, aber ein Fachmann auf dem Gebiet des Entwurfs von elektronischen Schaltungen wird leicht erkennen, daß andere Typen von Feldeffekttransistoren oder bipolaren Transistoren als Schaltvorrichtungen verwendet werden können. In der Tat können in bestimmten Umgebungen, wie zum Beispiel jenen, die einer hohen Atomstrahlung ausgesetzt sind, andere Typen von Schaltvorrichtungen, wie zum Beispiel Vakuumröhren, verwendet werden.
  • Die Statorfeldspulenwicklungen u, v, und w befinden sich in 2 in Sterngestaltung, wobei ihre nichtverbundenen Enden über Ansteuerleitungen L1, L2 und L3 Dreiphasenansteuersignale aufnehmen und wobei ihre verbundenen Enden über den Nullrückleiter LN eine gemeinsame Nullspannung liefern. n-Kanal-IGFETs 11, 12, 13, 14, 15 und 16 nehmen an ihren jeweiligen Elektroden Signale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 auf. Die Sourceelektroden der IGFETs 12, 14 und 16 sind mit einem Referenzmassepotential verbunden, zu welchem die Signale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 in ihren logisch niedrigen Zuständen hinabschwingen. Die Drainelektroden der IGFETs 11, 13 und 15 sind mit einem positiven Gleichspannungsarbeitspotential verbunden und die Signale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 schwingen in ihren hohen Zuständen zu einem logisch hohen Potential, das um eine Spannung positiver als das positive Gleichspannungsarbeitspotential ist, die um einiges höher als das Source-Gate-Potential der IGFETs 11, 12, 13, 14, 15 und 16 ist, das für eine vollständige Leitung notwendig ist.
  • Die Sourceelektrode des IGFET 11 und die Drainelektrode des IGFET 12 sind beide an der Ansteuerleitung L1 angeschlossen. Wenn das Signal dq1 hoch ist, um den Kanal des IGFET 11 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitung L1 auf das positive Gleichspannungsarbeitspotential gelegt, um einen Strom in die Statorfeldspule u zu steuern bzw. zu treiben bzw. zu leiten. Wenn das Signal dq2 hoch ist, um den Kanal des IGFET 12 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitung L1 auf Massepotential gelegt, um einen Strom von der Statorfeldspule u aufzunehmen.
  • Die Sourceelektrode des IGFET 13 und die Drainelektrode des IGFET 14 sind beide an die Ansteuerleitung L2 angeschlossen. Wenn das Signal dq3 hoch ist, um den Kanal des IGFET 13 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitung L2 auf das positive Gleichspannungsarbeitspotential gelegt, um einen Strom in die Statorfeldspule v zu steuern. Wenn das Signal dq4 hoch ist, um den Kanal des IGFET 14 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitung L2 auf Massepotential gelegt, um einen Strom von der Statorfeldspule v aufzunehmen.
  • Die Sourceelektrode des IGFET 15 und die Drainelektrode des IGFET 16 sind beide an die Ansteuerleitung L3 angeschlossen. Wenn das Signal dq5 hoch ist, um den Kanal des IGFET 15 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitung L3 auf das positive Gleichspannungsarbeitspotential gelegt, um einen Strom in die Statorfeldspule w zu steuern. Wenn das Signal dq6 hoch ist, um den Kanal des IGFET 16 leitend zu machen, wird die Ansteuerleitungen L3 auf Massepotential gelegt, um einen Strom von der Statorfeldspule w aufzunehmen.
  • 3 zeigt eine Zählerschaltung im Stand der Technik, die verwendet wird, um Statorfeldspulensignale einer herkömmlichen Schrittsequenz (CSS) für einen bürstenlosen Dreiphasengleichstrommotor zu erzeugen. Der Ringzähler 40 beinhaltet eine Schaltung dieses Typs, um Signale q1, q2, q3, q4, q5 und q6 einer herkömmlichen Schrittsequenz (CSS) zum selektiven Anlegen als Umschaltesteuersignale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 an die Statorfeldspulenansteuerschaltung 10 während der Normalbetriebsart zu erzeugen. Die CSS-Signale bzw. Signale einer herkömmlichen Schrittsequenz q1, q2, q3, q4, q5 und q6 werden von den Wahr- bzw. nichtinvertierenden Ausgängen von Daten-Flipflops 41, 42, 43, 44, 45 bzw. 46 in dem Ringzähler 40 geliefert.
  • Die folgende Tabelle 1 stellt die Zustände der Umschaltesteuersignale q1, q2, q3, q4, q5 und q6 tabellarisch dar, die bei dem Betrieb einer herkömmlichen Schrittsequenz (CSS) zyklisch an die Schaltelemente des hohen Pegels und niedrigen Pegels der Ansteuerschaltung 10 angelegt werden. Tabelle 1
    hoher Pegel niedriger Pegel angesteuerte Spulen
    y ey q1 q3 q5 q2 q4 q6
    1 0 1 0 0 0 1 0 uv
    1 0 1 0 0 0 0 1 uw
    1 0 0 1 0 0 0 1 vw
    1 0 0 1 0 1 0 0 vu
    1 0 0 0 1 1 0 0 wu
    1 0 0 0 1 0 1 0 wv
  • In Tabelle 1 sind y und ey Betriebsartensteuersignale, deren Erzeugung im Detail im weiteren Verlauf in dieser Beschreibung beschrieben wird. Die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 hält einen Erregerstrom von den Statorfeldspulen zurück, wenn das Betriebsartensteuersignal y logisch NULL ist. Das Betriebsartensteuersignal ey, das logisch NULL ist, zeigt an, daß sich die Telegrafenstartschaltung in 1 in einer Normalbetriebsart befindet; und das Betriebsartensteuersignal ey, das logisch EINS ist, zeigt an, daß sich die Startschaltung in einer Startbetriebsart befindet. Die Signale q1, q3 und q5 sind die Wahr-Ausgangssignale der Daten-Flipflops 41, 43 bzw. 45, die im Stand der Technik verwendet werden, um die Schaltelemente 11, 13 bzw. 15 des hohen Pegels der Statorfeldspulenansteuerstufen zu steuern, die die Verbindungen L1, L2 bzw. L3 an den Enden der Wicklungen u, v bzw. w selektiv auf die positive Gleichspannung steuern; und die Signale q2, q4 und q6 sind die Wahr-Ausgangssignale der Daten-Flipflops 42, 44 bzw. 46, die im Stand der Technik verwendet werden, um die Schaltelemente 12, 14 bzw. 16 des niedrigen Pegels der Statorfeldspulenansteuerstufen zu steuern, die die Verbindungen L1, L2 bzw. L3 an den Enden der Wicklungen u, v bzw. w selektiv auf die Massereferenzspannung steuern. Die Kommutierungssignale q1 bis q6 des CSS-Betriebs bewirken, wenn sie an die Schaltelemente 11 bis 16 der Ansteuerschaltung 12 angelegt werden, eine zyklische Zufuhr eines Erregerstroms zu Statorfeldspulen uv, uw, vw, vu, wu und wv des Motors.
  • 3 zeigt die Schaltung zum anfänglichen Einführen der Sequenz der Doppeleins, die in dem Ringzähler 40 gedreht wird, nicht. Diese Initialisierungsschaltung ist von herkömmlichem Aufbau und beinhaltet Multiplexer zum selektiven Anlegen jeweiliger Bits der Sequenz der Doppeleins an die Dateneingänge der Flipflops 46, 45, 42, 41, 44 bzw. 43 während eines anfänglichen Einschaltens und zum selektiven Anlegen der Wahr-Ausgangssignale q1, q2, q3, q4, q5 und q6 der Flipflops 41 bis 46 an die Dateneingänge der Flipflops 46, 45, 42, 41, 44 bzw. 43, was einem anfänglichen Einschalten folgt.
  • Die 4A bis 4C zeigen die Feldspulenströme Iu, Iv bzw. Iw, die als Reaktion auf die herkömmliche Schrittsequenz fließen, wenn in einem CSS-Betrieb, wie zum Beispiel dem Normalbetrieb der Telegrafenstartschaltung in 1, gearbeitet wird. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt werden lediglich zwei Statorfeldspulen u, v bzw. w angesteuert, um einen Gleichstromfluß durch sie aufzuweisen, und die andere Statorfeldspule ist unangesteuert. Es ist anzumerken, daß in den 4A bis 4C, wenn ein Erregerstrom in der Wicklung u unterbrochen wird, um ein Abschwächen des Magnetflusses zu bewirken, ein Erregerstrom einer gleichen Polarität der Wicklung w zugeführt wird, um eine Verstärkung des Magnetflusses zu bewirken, was ein kontinuierliches Drehfeld einer im wesentlichen konstanten Stärke aufrechterhält. Wenn ein Erregerstrom in der Wicklung w unterbrochen wird, um ein Abschwächen des Magnetflusses zu bewirken, wird ein Erregerstrom der Wicklung v zugeführt, um eine Verstärkung des Magnetflusses zu bewirken, was ein kontinuierliches Drehfeld einer im wesentlichen konstanten Stärke aufrechterhält. Und wenn ein Erregerstrom in der Wicklung v unterbrochen wird, um ein Abschwächen des Magnetflusses zu bewirken, wird ein Erregerstrom der Wicklung u zugeführt, um eine Verstärkung des Magnetflusses zu bewirken, was ein kontinuierliches Drehfeld einer im wesentlichen konstanten Stärke aufrechterhält.
  • 5A stellt die Wellenform des Taktsignals Takt1 dar, das von dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz erzeugt und von der Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 der Telegrafenstartschaltung selektiv an den Ringzähler 40 angelegt wird; und die 5B bis 5G stellen die Wellenformen der Kommutierungssignale q1 bis q6 in dem CSS-Betrieb dar, die gegenüber der gleichen Zeitabszisse aufgetragen sind.
  • Die 4D bis 4F zeigen die Feldspulenströme Iu, Iv und Iw, die fließen, wenn die Telegrafenstartschaltung in 1 so arbeitet, daß sie gemäß einem Aspekt der Erfindung ein hohes Startdrehmoment vorsieht. Die folgende Tabelle 2 stellt die Zustände der Umschaltesteuersignale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 und dq6 tabellarisch dar, die bei dem Startbetrieb der Erfindung zyklisch an die Schaltelemente des hohen Pegels und niedrigen Pegels der Ansteuerschaltung 10 angelegt werden. Tabelle 2
    hoher Pegel niedriger Pegel
    y ey dq1 dq3 dq5 dq2 dq4 dq6 angesteuerte Spulen
    1 1 1 0 0 0 1 0 uv
    0 1 1 0 0 0 0 1 keine
    1 1 0 1 0 0 0 1 vw
    0 1 0 1 0 1 0 0 keine
    1 1 0 0 1 1 0 0 wu
    0 1 0 0 1 0 1 0 keine
  • Wie es in Tabelle 1 dargestellt ist, werden wechselnde CSS-Zustände durch Zustände ersetzt, bei welchen keine Statorfeldspulen angesteuert werden und ein Erregerstrom zurückgehalten wird, und dieser Zyklus wird während eines Startbetriebs des Gleichstrommotors 5 unter Verwendung der Telegrafenstartkommutierungssequenz wiederholt. Wie es in Tabelle 1 dargestellt ist, fließt bei diesen Ersatzzuständen kein Erregerstrom durch die Wicklung jeder Feldspule u, v und w des Gleichstrommotors 5, da die Umschaltesteuersignale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 und dq6 alle Schaltelemente des hohen Pegels und niedrigen Pegels der Ansteuerschaltung 10 gleichzeitig nichtleitend machen.
  • Es ist anzumerken, daß es in den 4D bis 4F eine gleichzeitige Flußänderung gibt, die Gegenfelder in den Wicklungen u und v bildet, wenn ein Erregerstrom durch sie fließt, und erneut, wenn ein Erregerstrom in ihnen unterbrochen wird. Dann gibt es nach einer Periode, in welcher kein Erregerstrom zugeführt wird, eine nachfolgende gleichzeitige Flußänderung, die Gegenfelder in den Wicklungen v und w bildet, wenn ein Erregerstrom durch sie fließt, und erneut, wenn ein Erregerstrom in ihnen unterbrochen wird. Dann gibt es nach einer anderen Periode, in welcher kein Erregerstrom fließt, eine nachfolgende gleichzeitige Flußänderung, die Gegenfelder in den Wicklungen w und u bildet, wenn ein Erregerstrom durch sie fließt, und erneut, wenn ein Erregerstrom in ihnen unterbrochen wird. Die gleichzeitigen Flußänderungen, die Gegenfelder bilden, üben ein höheres Startdrehmoment auf den Motorrotor aus, als die gleichzeitigen Flußänderungen, die bei der herkömmlichen Schrittsequenz, die im Stand der Technik während eines anfänglichen Hochlaufens verwendet wird, kontinuierliche Drehfelder aufrechterhalten. Die Tatsache, daß es Gegenfelder gibt, die jedes aufeinanderfolgende Paar von angesteuerten Feldspulenwicklungen umgeben, erzwingt eine Rotorbewegung sowohl durch Abstoßung als auch Anziehung, was die Wahrscheinlichkeit von Totpunkten in der Rotordrehung verringert.
  • Die gleichzeitigen Flußänderungen, die Gegenfelder bilden, sind eine Charakteristik, die mit Startverfahren eines Doppelansteuerns im Stand der Technik geteilt wird. Bei dem Telegrafenstartverfahren der vorliegenden Erfindung treten die gleichzeitigen Flußänderungen in entgegengesetzten Richtungen in den Paaren von Wicklungen, wenn ein Erregerstrom durch sie fließt, nach Perioden keiner Felderregung und vor Perioden keiner Felderregung auf. Dies beseitigt die Möglichkeit eines Überschlags zwischen Zufuhrleitungen in den Schaltelementen (z. B. IGFETs 11 bis 16), die den Statorfeldspulen Erregerströme zuführen, was ein ärgerliches Problem bei den Startverfahren eines Doppelansteuerns im Stand der Technik ist.
  • Da nach Perioden keiner Erregung gleichzeitige Flußänderungen in entgegengesetzten Richtungen in den Paaren von Wicklungen auftreten, gibt es ebenso keine magnetische Sättigung in den Wicklungen, um eine Flußänderung zu verringern und so ein anfängliches Startdrehmoment nachteilig zu beeintrchtigen. Die Abschnitte des Kommutierungszyklus, in welchen ein Erregerstrom durch ein Paar von Wicklungen zugeführt wird, sind in der Dauer kürzer, was die Neigung zu einer magnetischen Sättigung in den Wicklungen verringert; somit tragen gleichzeitige Flußänderungen in entgegengesetzten Richtungen, wenn ein Erregerstrom in ihnen unterbrochen wird, besser zu einem kontinuierlichen Startdrehmoment bei.
  • Die Kommutierungsstoppintervalle unterbrechen die Zufuhr eines Erregerstroms zu den Statorfeldspulen zu 50% der Zeit während eines Hochlaufens, wenn die Feldspulenströme eine Neigung dazu aufweisen, hoch zu sein, da Gegen-EMKs nicht aufgebaut worden sind, um Feldspulenströme zu verringern. Dies verringert die thermische Ableitung, die für die Schaltelemente 11 bis 16 notwendig ist, die verwendet werden, um die Statorfeldspulen u, v und w anzusteuern, was eine besonders wichtige Betrachtung ist, wenn die Schaltelemente 11 bis 16 zusammen mit der anderen Motoransteuerschaltung in den Grenzen einer monolithischen integrierten Schaltung beinhaltet sind.
  • Die 5H bis 5M zeigen Wellenformdiagramme des neuen Kommutierungssignals, das während eines Telegrafenstartbetriebs der Telegrafenstartschaltung in 1 angelegt wird, und des Kommutierungssignals der herkömmlichen Schrittsequenz, das nachfolgend während eines Normalbetriebs der Telegrafenschaltung in 1 angelegt wird.
  • 6 zeigt detailliert einen Abschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 der Telegrafenstartschaltung in 1 dar, wobei diese Schaltung 100 verwendet wird, um die Umschaltesteuersignale zu erzeugen, die an die Schaltelemente 11 bis 16 angelegt werden. Diese Umschaltesteuersignale sind die Gatepotentiale, die zum Beispiel in der spezifischen Ansteuerschaltung 10, die in 2 gezeigt ist, an die IGFETS 11 bis 16 angelegt werden. Die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 ist eine kombinatorische Logikschaltung, welche die Kommutierung der Ansteuerschaltung 10 von der neuen Schrittsequenz, die während der Startbetriebsart (gemäß einem Aspekt der Erfindung) verwendet wird, und der herkömmlichen Schrittsequenz, die während der Normalbetriebsart verwendet wird, selektiv umschalten kann. Wie es desweiteren in dieser Beschreibung mit Bezugnahme auf 9 beschrieben ist, legt der Drehzustandsdetektor 80 ein Betriebsartensteuersignal ey an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 an, wobei dieses Betriebsartensteuersignal ey während des Normalbetriebs logisch NULL ist und während des Telegrafenstartbetriebs logisch EINS ist.
  • Die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 beinhaltet UND-Gatter 151, 152 und 153 mit zwei Eingängen. Das UND-Gatter 151 nimmt die Kommutierungssignale q1 und q4 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und erzeugt während eines der drei Kommutierungszustände, die während des Normalbetriebs verwendet werden, aber alle während des Telegrafenstartbetriebs durch einen Zustand keines Ansteuerns einer Statorfeldspule ersetzt sind, eine UND-Verknüpfung von diesen. Das UND-Gatter 152 nimmt die Kommutierungssignale q2 und q5 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und erzeugt während einer anderen der drei Kommutierungszustände, die während des Normalbetriebs verwendet werden, aber alle während des Telegrafenstartbetriebs durch einen Zustand keines Ansteuerns einer Statorfeldspule ersetzt sind, eine UND-Verknüpfung von diesen. Das UND-Gatter 153 nimmt die Kommutierungssignale q3 und q6 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und erzeugt während noch einem anderen der drei Kommutierungszustände, die während des Normalbetriebs verwendet werden, aber alle während des Telegrafenstartbetriebs durch einen Zustand keines Ansteuerns einer Statorfeldspule ersetzt sind, eine UND-Verknüpfung von diesen. Wie es desweiteren beschrieben ist, können die UND-Gatter 151, 152 und 153 Elemente sein, die gemeinsam mit dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 geteilt werden.
  • Die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 beinhaltet ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 und 106 mit zwei Eingängen zum Anlegen der Steuersignale dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 an die Schaltelemente 11, 12, 13, 14, 15 bzw. 16 der Ansteuerschaltung 10. Die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 beinhaltet ebenso ein UND-Gatter 107 mit zwei Eingängen, das sein Ausgangssignal als die ersten Eingangssignale an die ODER-Gatter 101 und 104 anlegt, ein UND-Gatter 108, das sein Ausgangssingal als die ersten Eingangssignale an die ODER-Gatter 102 und 105 anlegt, und ein UND-Gatter 109, das sein Ausgangssignal als die ersten Eingangssignale an die ODER-Gatter 103 und 106 anlegt. Die UND-Gatter 107, 108 und 109 nehmen das Betriebsartensteuersignal ey als ihre ersten Eingangssignale auf. Während des Normalbetriebs paßt das Betriebsartensteuersignal ey, das logisch NULL ist, die Ausgangssignale der UND-Gatter 107, 108 bzw. 109 so an, daß jedes logisch NULL ist; somit weisen die Ausgangssignale der UND-Gatter 107, 108 und 109 keine Auswirkung auf die Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 und 106 auf.
  • Während des Telegrafenstartbetriebs paßt das Betriebsartensteuersignal ey, das logisch EINS ist, die Ausgangssignale der UND-Gatter 107, 108 bzw. 109 so an, daß jedes seine zweiten Eingangssignale wiedergibt, welche durch die Ausgangssignale der UND-Gatter 151, 152 bzw. 153 angelegt werden. Diese Signale steuern die Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 und 106, deren zweite Eingangssignale, wie es nachfolgend erklärt wird, während des Telegrafenstartbetriebs alle logisch NULL sind. Die Ausgangssignale der ODER-Gatter 101 und 104 sind gleichzeitig hoch, wenn das Ausgangssignal Z1 des UND-Gatters 151 während eines der drei Kommutierungszustände hoch ist, der sowohl bei dem Telegrafenstartbetrieb als auch bei dem Normalbetrieb verwendet wird. Die Ausgangssignale der ODER-Gatter 102 und 105 sind gleichzeitig hoch, wenn das Ausgangssignal Z2 des UND-Gatters 152 während eines anderen der drei Kommutierungszustände hoch ist, der sowohl bei dem Telegrafenstartbetrieb als auch bei dem Normalbetrieb verwendet wird. Die Ausgangssignale der ODER-Gatter 103 und 106 sind gleichzeitig hoch, wenn das Ausgangssignal Z3 des UND-Gatters 153 während des anderen der drei Kommutierungszustände hoch ist, der sowohl bei dem Telegrafenstartbetrieb als auch bei dem Normalbetrieb verwendet wird.
  • Ein logischer Invertierer oder ein NICHT-Gatter 110 in der Kommutierungsschaltung 100 komplementiert das Betriebsartensteuersignal ey, um ein komplementäres Betriebsartensteuersignal ey zu erzeugen, welches während des Normalbetriebs logisch EINS ist und während des Telegrafenstartbetriebs logisch NULL ist. Die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 beinhaltet desweiteren UND-Gatter 111, 112, 113, 114, 115 und 116, deren jeweilige Ausgangssignale die zweiten Eingangssignale an den ODER-Gattern 101, 102, 103, 104, 105 bzw. 106 sind. Die UND-Gatter 111, 112, 113, 114, 115 und 116 nehmen das komplementäre Betriebsartensteuersignal ey als ihre ersten Eingangssignale auf. Während des Telegrafenstartbetriebs paßt das komplementäre Betriebsartensteuersignal ey, das logisch NULL ist, die Ausgangsignale der UND-Gatter 111, 112, 113, 114, 115 bzw. 116 so an, daß jedes logisch NULL ist; somit weisen die Ausgangssignale der UND-Gatter 111, 112, 113, 114, 115 und 116 keine Auswirkung auf die Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 bzw. 106 auf. Während des Normalbetriebs paßt das komplementäre Betriebsartensteuersignal ey, das logisch EINS ist, die UND-Gatter 111, 112, 113, 114, 115 und 116 so an, daß sie in ihren jeweiligen Ausgangssignalen ihre jeweiligen zweiten Eingangssignale wiedergeben, welche die CSS-Signale q1, q2, q3, q4, q5 bzw. q6 sind, die von dem Ringzähler 40 angelegt werden. Da die zweiten Eingangssignale, die an die ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 und 106 angelegt werden, während des Normalbetriebs logisch NULL sind, geben die jeweiligen Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 102, 103, 104, 105 und 106 in ihren jeweiligen Ausgangssignalen dq1, dq2, dq3, dq4, dq5 bzw. dq6 ihre jeweiligen ersten Eingangssignale wieder, wobei jeweilige erste Eingangssignale jeweils den CSS-Signalen q1, q2, q3, q4, q5 bzw. q6 entsprechen, die von dem Ringzähler 40 angelegt werden.
  • Ein Fachmann auf dem Gebiet des Entwurfs digitaler Schaltungen wird verstehen, daß die kombinatorische Logik in der Kommutierungsschaltung 100 in 6 auf verschiedene gleichbedeutende Weisen in verschiedenen Telegrafenstartschaltungen ausgeführt werden kann, die die Erfindung verkörpern. Zum Beispiel kann das UND-Gatter 151 q1 und q6 als Eingangssignale anstelle von q1 und q4 aufnehmen; das UND-Gatter 152 kann q4 und q5 als Eingangssignale anstelle von q2 und q5 aufnehmen; und das UND-Gatter 153 kann q3 und q2 als Eingangssignale anstelle von q3 und q6 aufnehmen. Als ein weiteres Beispiel können die UND-Gatter 151 und 107 mit zwei Eingängen durch ein UND-Gatter mit drei Eingängen ersetzt werden; die UND-Gatter 152 und 108 mit zwei Eingängen können durch ein UND-Gatter mit drei Eingängen ersetzt werden; und die UND-Gatter 153 und 109 mit zwei Eingängen können durch ein UND-Gatter mit drei Eingängen ersetzt werden.
  • 7 zeigt den Nulldurchgangsreferenzgenerator 70 detaillierter. Wenn die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 das Kommutierungstaktsignal Takt1 an den Ringzähler 40 in 3 anlegt, wird ein Ringzählerausgangssignal erzeugt, das sechs Zustände aufweist. Dieses Ringzählerausgangssignal bestimmt nicht nur den Erregerstromzustand in den Statorfeldspulen u, v und w des Gleichstrommotors 5, sondern wird ebenso von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 analysiert, um ein Referenznulldurchgangssignal einer gegenelektromotorischen Kraft (Gegen-EMK) zu erzeugen. Dieses Referenznulldurchgangssignal ist das Nulldurchgangssignal, das theoretisch erzeugt werden würde, wenn die Statorfeldspulen gegenüber sich selbst eine Wirkung eines idealen Transformators aufweisen würden.
  • Um die Erzeugung des Modells eines solchen Referenznulldurchgangssignals auszuführen, beinhaltet der Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 UND-Gatter 51, 52 und 53 mit zwei Eingängen und beinhaltet desweiteren ein Exklusiv-ODER-Gatter 54 mit drei Eingängen. Das UND-Gatter 51 nimmt die Kommutierungssignale q1 und q4 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und führt eine UND-Verknüpfung von diesen durch, um ein Nulldurchgangssignal Z1 zu erzeugen. Das UND-Gatter 52 nimmt die Kommutierungssignale q3 und q6 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und führt eine UND-Verknüpfung von diesen durch, um ein Nulldurchgangssignal Z2 zu erzeugen. Das UND-Gatter 53 nimmt die Kommutierungssignale q5 und q2 von dem Ringzähler 40 als erste bzw. zweite Eingangssignale auf und führt eine UND-Verknüpfung von diesen durch, um ein Nulldurchgangssignal Z3 zu erzeugen. Das Exklusiv-ODER-Gatter 54 nimmt die Nulldurchgangssignale Z1, Z2 und Z3 von den UND-Gattern 51, 52 bzw. 53 als seine Eingangssignale auf und erzeugt als eine logische Exklusiv-ODER-Verknüpfung von solchen Eingangssignalen ein Nulldurchgangssignal MZ. Ein logischer Invertierer oder NICHT-Gatter 55 gibt als Reaktion auf das Nulldurchgangssignal MZ sein Komplement MZ aus.
  • Wenn sich der Motor in der richtigen Richtung dreht, eilt das Nulldurchgangsreferenzsignal MZ, das von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 erzeugt wird, einem realzeitlichen dynamischen Nulldurchgangssignal, das aufgrund einer elektrischen Motorkonstante L/R in der Gegen-EMK der Motorspulen erzeugt wird, in der Phase voraus, wobei L die Induktivität einer Statorfeldspulenwicklung ist und R deren Widerstand ist. Wenn sich der Motor jedoch in der Rückwärtsrichtung dreht, eilt das Nulldurchgangsreferenzsignal MZ dem realzeitlichen Gegen-EMK-Nulldurchgangssignal in der Phase nach.
  • 7 stellt den Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 so dar, daß er seine eigenen UND-Gatter 51, 52 und 53 mit zwei Eingängen beinhaltet, um klarzumachen, was der Generator 50 aufweist. In der Praxis wird digitale Hardware gespart, wenn der Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 seine eigenen UND-Gatter 51, 52 und 53 mit zwei Eingängen nicht beinhaltet, sondern sich anstattdessen Elemente mit der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 teilt, wobei die Ausgangssignale der UND-Gatter 151, 152 und 153 als Signale Z1, Z2 bzw. Z3 verwendet werden.
  • 8 zeigt detailliert den Aufbau der Phasenauswahleinrichtung 60 und des Nulldurchgangsdetektors 70. Die Phasenauswahleinrichtung 60 beinhaltet drei NICHTODER-Gatter 61, 62 und 63 mit drei Eingängen und beinhaltet desweiteren drei Transfergatter bzw. T-Gatter 64, 65 und 66. Das NICHTODER-Gatter 61 reagiert auf jedes der Kommutierungssignale q1 und q2 von dem Ringzähler 40, das hoch ist, um anzuzeigen, daß die Spule u nicht angesteuert wird, um einen Magnetfelderregerstrom zu leiten, wobei diese Anzeige an das Transfergatter 64 zum Ermöglichen seiner Leitung angelegt wird, um den Leiter L1 zum Anlegen der Gegen-EMK an den Nulldurchgangsdetektor 70 auszuwählen. Das NICHTODER-Gatter 62 reagiert auf jedes der Kommutierungssignale q3 und q4 von dem Ringzähler 40, das hoch ist, um anzuzeigen, daß die Spule v nicht angesteuert wird, um einen Magnetfelderregerstrom zu leiten, wobei diese Anzeige an das Transfergatter 65 zum Ermöglichen seiner Leitung angelegt wird, um den Leiter L2 zum Anlegen der Gegen-EMK an den Nulldurchgangsdetektor 70 auszuwählen. Das NICHTODER-Gatter 63 reagiert auf jedes der Kommutierungssignale q5 und q6 von dem Ringzähler 40, das hoch ist, um anzuzeigen, daß die Spule w nicht angesteuert wird, um einen Magnetfelderregerstrom zu leiten, wobei diese Anzeige an das Transfergatter 66 zum Ermöglichen seiner Leitung angelegt wird, um den Leiter L3 zum Anlegen der Gegen-EMK an den Nulldurchgangsdetektor 70 auszuwählen.
  • Der Nulldurchgangsdetektor 70 in 8 beinhaltet einen Differentialeingangsbegrenzerverstärker 71, einen Differenzierer 72, einen Vollwellengleichrichter oder eine Absolutwertschaltung 73 und einen Schwellwertdetektor 74. Der Differentialeingangsbegrenzerverstärker 71 reagiert auf die Differenz zwischen der Gegen-EMK auf dem ausgewählten Leiter L1, L2 oder L3, die an seinen nichtinvertierenden Eingangsanschluß angelegt wird, und das Nullpotential auf dem Nullrückleiter LN, das an seinen invertierenden Eingangsanschluß angelegt wird, wobei er symmetrisch positive und negative Auslenkungen seines Ausgangssignals abtrennt, um ein Rechteckswellenausgangssignal auszubilden, wenn die Gegen-EMK groß genug ist. Der Differenzierer 72 differenziert das Ausgangssignal bezüglich der Zeit als Reaktion auf ein Rechteckswellenausgangssignal, um positive Pulse, die die Reaktion auf ins Positiv gehende Durchgänge sind, und negative Pulse zu liefern, die die Reaktion auf ins Negative gehende Durchgänge sind. Der Vollwellengleichrichter oder die Absolutwertschaltung 73 wandelt die Pulse zu der gleichen Polarität zum Anlegen an den Schwellwertdetektor 74, welcher durch ein Umschalten eines Ausgangssignals Z0 davon zu einem Pegel logisch EINS auf die Spitzen der Pulse reagiert, die eine Amplitude aufweisen, die größer als ein vorgeschriebener Schwellwert ist, und durch ein Umschalten des Ausgangssignals Z0 davon zu einem Pegel logisch NULL auf die Spitzen der Pulse reagiert, die eine Amplitude aufweisen, die kleiner ist. Der vorgeschriebene Schwellwert wird so ausgewählt, daß das Ausgangssignal Z0 durch die Reaktion des Differenzierers 72 auf das Ausgangssignal des Differenzialeingangsbegrenzerverstärkers 71, das zum symmetrischen Abtrennen seiner positiven und negativen Auslenkungen, um ein Rechteckswellenausgangssignal auszubilden, zu klein ist, nicht zu einem Pegel logisch EINS umgeschaltet werden kann. Andere Nulldurchgangsdetektoren, als der besondere Nulldurchgangsdetektor 70, der in 8 gezeigt ist, sind bekannt, die eine ähnliche Funktion hervorbringen, die eine Reaktion einer logischen EINS auf Nulldurchgänge der Gegen-EMKs einer ausreichenden Amplitude vorsieht und ansonsten eine Reaktion einer logischen NULL vorsieht; und Varianten des Nulldurchgangsdetektors 70 und dieser anderen Nulldurchgangsdetektoren sind durch Fachleute auf dem Gebiet des Entwurfs elektronischer Schaltungen leicht vorsehbar.
  • 9 zeigt den Drehzustandsdetektor 80, der verwendet wird, um zu erfassen, ob das Signal MZ von dem Nulldurchgangsreferenzsignalgenerator 50 dem realzeitlichen Gegen-EMK-Nulldurchgangssignal Z0 von dem Nulldurchgangsdetektor 70 voreilt oder nacheilt. Der Drehzustandsdetektor 80 erzeugt die Betriebsartensteuersignale y und ey. Ein D-Flipflop 81 nimmt das Nulldurchgangsreferenzsignal MZ, das von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 in 7 erzeugt wird, als ein jeweiliges Dateneingangssignal D1 und ein Nulldurchgangssignal Z0, das während der Motordrehung von dem Nulldurchgangsdetektor 70 erzeugt wird, als ein jeweiliges Takteingangssignal CK1 auf, vergleicht den Zeitpunkt des Anlegens des Nulldurchgangsreferenzsignals MZ mit dem des tatsächlichen dynamischen Nulldurchgangssignals Z0 und erzeugt ein Ergebnissignal x. Ein D-Flipflop 82 nimmt das Nulldurchgangsreferenzsignal MZ als eine jeweiliges Takteingangssignal CK2 und das Nulldurchgangssignal Z0 als ein jeweiliges Dateneingangssignal D2 auf, vergleicht den Zeitpunkt des Anlegens des Nulldurchgangsreferenzsignals MZ mit dem des tatsächlichen dynamischen Nulldurchgangssignals Z0 und erzeugt ein Ergebnissignal y.
  • Die zwei D-Flipflops 81 und 82 können drei unterschiedliche Zustände erfassen, die während eines Betriebs des Gleichstrommotors 5 hervorgerufen werden, nämlich: eine Drehung des Motors 5 in der richtigen Richtung, eine Rückwärtsdrehung des Motors 5 und das Nichtauftreten des Nulldurchgangssignals Z0 von dem Nulldurchgangsdetektor 70. Die D-Flipflops 81 und 82 erfassen durch ein Vergleichen des Zeitpunkts des Gegen-EMK-Nulldurchgangssignals Z0 und des Nulldurchgangsreferenzsignals MZ, ob sich der Motor in der richtigen Richtung oder in der Rückwärtsrichtung dreht. Wenn das Signal x von einem Wahr-Ausgangsanschluß Q1 des D-Flipflops 81 logisch hoch oder EINS ist, bedeutet dies, daß sich der Motor 5 in der richtigen Richtung dreht. Wenn das Signal y von einem Ausgangsanschluß Q2 des D-Flipflops 82 logisch hoch oder EINS ist, bedeutet dies, daß sich der Motor 5 in der Rückwärtsdchtung dreht. Wenn jedoch die Signale von den Ausgangsanschlüssen Q1 und Q2 der D-Flipflops 81 bzw. 82 beide logisch niedrig oder NULL sind, bedeutet dies, daß das Nulldurchgangssignal von dem Nulldurchgangsdetektor 70 nicht erzeugt worden ist. Wenn sich der Rotor des Motors 5 nicht dreht, um Zustände des Feldes des Magnetflusses zu ändern, wird das Nulldurchgangssignal Z0 nicht erzeugt. Das Nulldurchgangssignal Z0 wird von dem Nulldurchgangsdetektor 70 lediglich erzeugt, wenn sich der Motor 5 dreht.
  • Eine Wahrheitstabelle für den Drehzustandsdetektor 80 ist in Tabelle 3 dargelegt. Tabelle 3
    x y Ergebnisse
    0 0 kleine oder keine Drehung
    0 1 Rückwärtsdrehung
    1 0 Vorwärtsdrehung
    1 1 ungültig
  • Ein NICHTODER-Gatter 83 mit zwei Eingängen führt eine NICHTODER-Verknüpfung der Ergebnissignale x und y durch, um eine NICHTODER-Verknüpfung als sein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei diese NICHTODER-Verknüpfung lediglich EINS ist, wenn das Nulldurchgangssignal nicht erfaßt wird. Ein ODER-Gatter 84 führt eine ODER-Verknüpfung mindestens des Ergebnissignals y und des Ausgangssignals des NICHTODER-Gatters 83 durch, um eine ODER-Verknüpfung zu erzeugen. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 84 ist EINS, wenn das Ergebnissignal y EINS ist, was entweder die Rückwärtsdrehung oder den Zustand eines ungültigen Ergebnisses anzeigt, oder, wenn das Ausgangssignal des NICHTODER-Gatters 83 EINS ist, was anzeigt, daß das Nulldurchgangssignal nicht erfaßt worden ist. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 84 kann lediglich NULL sein, wenn das Ergebnissignal x EINS ist und das Ergebnissignal y NULL ist. Das ODER-Gatter 84 nimmt ein Zwangsstartbetriebsartsignal von dem seriellen Anschluß 90 auf, welches normalerweise NULL ist, aber als Reaktion auf einen Befehl von dem externen Mikroprozessor 95 zu EINS gemacht werden kann. Das ODER-Gatter 84 nimmt in einigen Startschaltungen, die die Erfindung verkörpern, ebenso ein Ausgangssignal von einer CSS-Betriebs-Verzögerungsschaltung 85 als ein weiteres Eingangssignal auf. Ein UND-Gatter 87 mit zwei Eingängen nimmt das Ausgangssignal des ODER-Gatters 84 als erstes Eingangssignal auf und nimmt als zweites Eingangssignal das Ausgangssignal eines logischen Invertierers oder NICHT-Gatters auf ein Zwangslaufbetriebsartsignal auf, das von dem seriellen Anschluß 90 angelegt wird. Das Zwangslaufbetriebsartsignal ist normalerweise NULL, kann aber als Reaktion auf einen Befehl von dem externen Mikroprozessor 95 zu EINS gemacht werden. Das UND-Gatter 87 erzeugt eine UND-Verknüpfung seiner Eingangssignale, welche als das Betriebsartensteuersignal ey an die Kommutierungsschaltung 100 angelegt wird.
  • Wenn das Nulldurchgangssignal nicht erfaßt wird oder wenn die Rückwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5 erfaßt wird, erzeugt der Drehzustandsdetektor 80 sofort ein logisch hohes Betriebsartensteuersignal ey, was anzeigt, daß der Startbetrieb zu verwenden ist. Außerdem unterbricht die Kommutierungstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 als Reaktion auf das Signal x, das NULL ist, und das Signal y, das EINS ist, wenn die Rückwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5 erfaßt wird, die Zufuhr eines Erregerstroms zu den Statorfeldspulen u, v und w des Motors 5.
  • Unter der Annahme, daß es keinen Ausfall gibt, der einem Starten zugehörig ist, setzt sich ein Betrieb in dem Startbetrieb bis einige Zeit, nachdem das Nulldurchgangssignal damit zusammen erfaßt worden ist, daß die Vorwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5 erfaßt worden ist, fort. Die Dauer des fortgesetzten Betriebs in dem Startbetrieb wird durch die Zeit bestimmt, die genommen wird, bevor die CSS-Betriebs-Verzögerungsschaltung 85 zu einem hohen Zustand geht, um logisch EINS als zweites Eingangssignal an dem ODER-Gatter 84 darzustellen. Die CSS-Betriebs-Verzögerungsschaltung 85 kann eine von zwei allgemeinen Formen annehmen.
  • Die CSS-Betriebs-Verzögerungsschaltung 85 kann einen Zähler zum Zählen der Anzahl von aufeinanderfolgenden Anzeigen der Vorwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5, wobei der Zähler als Reaktion darauf auf einen Zählwert null zurückgesetzt wird, daß die Reaktion des NICHTODER-Gatters 83 EINS ist; einen Decodierer zum Erfassen, wann der Zählwert weniger als eine vorgeschriebene Anzahl beträgt, um EINS an das ODER-Gatter 84 anzulegen; und ein Gatter zum Unterbrechen desweiteren Taktens des Zählers als Reaktion auf seinen Zählwert beinhalten, der die vorgeschriebene Anzahl erreicht, bis zu einem solchen Zeitpunkt, wenn der Zähler zu dem Zählwert null zurückgesetzt wird. Ein Zählen der Anzahl von aufeinanderfolgenden Anzeigen der Vorwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5 muß nicht in einer festgeschalteten Hardware innerhalb des Drehzustandsdetektors 80 durchgeführt werden, sondern kann programmiert werden, um anstattdessen in dem externen Mikroprozessor 95 durchgerührt zu werden.
  • Alternativ dazu kann die CSS-Betriebs-Verzögerungsschaltung 85 von einem Typ zum Bestimmen eines Drehzahlfehlersignals zum Steuern des Umschaltens von dem Startbetrieb zu dem CSS-Normalbetrieb sein, wobei das Umschalten hinausgeschoben wird, bis das Drehzahlfehlersignal, das sich auf eine erwünschte Drehzahl bezieht, auf einen vorbestimmten Wert verringert ist. Das Drehzahlfehlersignal kann zum Beispiel durch bekannte Verfahren, die von der Gegen-EMK ausgehen, bestimmt werden, die in dem Ausgangssignal von der Phasenauswahleinrichtung 60 erfaßt wird. Die Gegen-EMK und die Gleichspannung, die an die erregten Statorfeldspulen angelegt werden, können von einem Analog/Digitalwandler abgetastet und digitalisiert werden, wenn das Verfahren zum Steuern des Umschaltens von dem Startbetrieb zu dem CSS-Normalbetrieb unter Verwendung des externen Mikroprozessors 95 ausgeführt ist, aber Lösungswege einer festgeschalteten Hardware sind ebenso geeignet.
  • Wie es zuvor erwähnt worden ist, erzeugt, wenn die Rückwärtsdrehung des Rotors des Gleichstrommotors 5 erfaßt wird, der Drehzustandsdetektor 80 sofort ein Betriebsartensteuersignal ey, das hoch ist, was anzeigt, daß der Startbetrieb zu verwenden ist; und die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 unterbricht die Zufuhr eines Erregerstroms zu den Statorfeldspulen u, v, w des Motors 5. Diese Unterbrechung wird in der Telegrafenstartschaltung in 1 ohne die Notwendigkeit nach anderen Feldspulenschaltelementen als den Feldspulenschaltelementen 11 bis 16 durchgeführt, die bereits für die Kommutierung verwendet werden. Da der Drehzustandsdetektor 80 die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 für den Betrieb in dem Startbetrieb angepaßt hat, wird der Ringzähler 40 auf irgendeinen der Zustände zurückgesetzt, bei welchem die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 die Ansteuerschaltung 10 so anpaßt, daß sie keinen Erregerstrom zu irgendeiner der Statorfeldspulen u, v und w des Motors 5 zuführt; und dann wird ein Zählen von dem Ringzähler 40 durch ein Zurückhalten des Taktsignals Takt1 angehalten.
  • Wenn eine Rückwärtsdrehung erfaßt wird oder wenn ein Ausfall zu Starten erfaßt wird, ist es erwünscht, zum Ändern von Zeitperioden keinen Erregerstrom irgendeiner der Statorfeldspulen u, v und w zuzuführen. Die Längen dieser Perioden hängen von dem besonderen Problem, eine zweckmäßige Motordrehung zu erzielen, und von der Leistung ab, die sich aufgrund einer unzweckmäßigen Motordrehung oder einem Ausfall zu Starten zur Ableitung an die Statorfeldspulenschaltelemente wendet. Längere Perioden eines Abschaltens eines Erregerstroms an jeder der Statorfeldspulen u, v und w sind notwendig, wo die Feldspulenschaltelemente einer Überhitzung ausgesetzt sind. Wo ein Abschalten durch ein Anhalten des Ringzählers 40 nach seinem Zurücksetzen durchgeführt wird, kann das Taktsignal Takt1 ohne Verwendung einer Torsteuerschaltung, die von Zeitablaufszählern gesteuert wird, zurückgehalten werden. Anstattdessen kann die Frequenz, mit welcher das Taktsignal Takt1 angelegt ist, so verlangsamt werden, daß eine beträchtliche Zeit verstreicht, bevor der Ringzähler 40 zu einem nächsten Zustand getaktet wird, bei welchem die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 die Ansteuerschaltung 10 so anpaßt, daß sie einen Erregerstrom zu einem ausgewählten Paar von Statorfeldspulen u, v oder w zuführt. Dieses Verfahren spart die Notwendigkeit nach getrennten Zeitablaufszählern Zeit in der Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 (oder in dem Mikroprozessor 95), wenn ein Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz verfügbar ist. Ein Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz kann bereits zum Anlegen eines Taktsignals einer zunehmend höheren Frequenz an den Ringzähler 40 verwendet werden, wenn der Gleichstrommotor 5 in einer Reihe von Schritten, in welchen die Synchrondrehzahl zunehmend erhöht wird, zu einer endgültigen Synchrondrehzahl gebracht wird.
  • 10 zeigt einen typischen Aufbau des Generators 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz. Er beinhaltet einen Pulsfrequenzteiler 21, der vier D-Flipflops 211, 212, 213 und 214 aufweist, die einen Systemtakt Takt0 als ein Takteingangssignal aufnehmen und selektiv die Pulsfrequenz des angelegten Taktsignals durch einen Divisor 2, 4, 8 oder 16 teilen; einen zweistufigen Binärzähler 22, der zwei D-Flipflops 221 und 222 aufweist, die als ein Auf/Abwärtszähler zum Erzeugen des Divisors für den Frequenzteiler 21 als Reaktion auf Taktsignale Takt2 und Takt3 verbunden sind; und eine Auswahllogikschaltung 23 zum Erhöhen oder Verringern der Breiten der Erregerstrompulse und der Zwischenintervalle durch ein Auswählen der Pulsfrequenz des Ausgangssignals Takt4 als Reaktion auf den Divisor, der von dem zweistufigen Binärzähler 22 erzeugt wird. Das Signal Takt2 steuert, ob ein Zählen in dem Zähler 22 nach oben (aufwärts) oder nach unten (abwärts) geht, und die Signalpulse Takt3 sind das Zähleingangssignal für den Zähler 22.
  • Eine der geteilten Frequenzen aus dem Frequenzteiler 21 wird von der Auswahllogikschaltung 23, die von einem Auswahlsteuersignal mit zwei Bit, das von dem zweistufigen Binärzähler 22 erzeugt wird, gesteuert wird, als das Ausgangssignal Takt4 ausgewählt. Da der zweistufige Binärzähler 22 aufwärts oder abwärts zählen kann, kann er jede Auswahleinrichtung (231, 232, 233 und 234) in der Auswahllogikschaltung 23 in der Form eines aufeinanderfolgenden Erhöhens oder Erniedrigens bidirektional steuern. Der Binärzähler 22, der Frequenzteiler 21 und die Auswahllogikschaltung 23 arbeiten zusammen, um die Frequenz der Signalpulse Takt1 aufwärts oder abwärts einzustellen.
  • 11 zeigt, wie die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung 30 aufgebaut sein kann. Ein ODER-Gatter 32 mit zwei Eingängen legt das Signal Takt1, das den Ringzähler 40 taktet, als Reaktion auf erste und zweite Eingangssignale, die von UND-Gattern 31 bzw. 33 mit drei Eingängen aufgenommen werden, an. Das UND-Gatter 31 nimmt als sein erstes Eingangssignal von dem seriellen Anschluß 90 für einen Mikroprozessor ein Signal Takt1-Freigabe auf, wobei dieses Signal Takt1-Freigabe logisch EINS ist, bis der externe Mikroprozessor 95 eingreift. Das UND-Gatter 31 nimmt als sein zweites Eingangssignal ein anderes angepaßt freigebendes Signal von einem Decodierer 34 auf, wobei dieses zweite Eingangssignal logisch EINS ist, so lange eine Anzahl n von aufeinanderfolgenden Ausfällen, um den Motor 5 erfolgreich zu starten, wie sie von einem Ausfallzähler 35 gezählt werden, noch keine Grenzanzahl N erreicht haben. Das dritte Eingangssignal, das an das UND-Gatter 31 angelegt wird, ist das Signal Takt4 von dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz, wobei die Pulsfrequenz dieses Signals Takt4 verringert wird, wenn eine normale Kommutierung zu stoppen ist, was desweiteren detaillierter in dieser Beschreibung beschrieben ist. Das Signal Takt1, das den Ringzähler 40 taktet, wird dann von dem UND-Gatter 31 aus dem Signal Takt4 einer einstellbaren Frequenz von dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz mit Ausnahme eines zusätzlichen Schie bepulssignals ausgewählt, das von dem UND-Gatter 33 zur Beinhaltung in dem Signal Takt1 geliefert wird.
  • Der Wunsch, wenn das Ergebnissignal y von dem Drehzustandsdetektor 80 zu dem hohen Zustand geht, was anzeigt, daß eine Rückwärtsdrehung des Rotors des Motors 5 erfaßt wird, ist der, daß der Ringzähler 40 sofort in einen CSS-Zustand versetzt wird, der die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 so anpassen wird, daß die Ansteuerschaltung 10 bewirkt, daß ein Erregerstrom von den Feldspulen des Motors 5 zurückgehalten wird. Das Komplement MZ des Nulldurchgangsreferenzsignals MZ von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50, das hoch ist, zeigt an, daß sich der Ringzähler 40 in einem CSS-Zustand befindet, der unerwünscht ist, da er die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 so anpaßt, daß sie bewirkt, daß die Ansteuerschaltung 10 einen Erregerstrom zu den Feldspulen des Motors 5 zuführt. Um dieses Problem zu beheben, nimmt das ODER-Gatter 32 sofort einen anderen Taktpuls als sein zweites Eingangssignal auf, um den Ringzähler 40 auf einen nachfolgenden CSS-Zustand zu takten, welches ein Kommutierungsstoppzustand ist, der die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 so anpassen wird, daß sie bewirkt, daß die Ansteuerschaltung 10 einen Erregerstrom von den Feldspulen des Motors 5 zurückhält.
  • Das UND-Gatter 33 nimmt das Ergebnissignal y von dem Drehzustandsdetektor 80 als sein erstes Eingangssignal und das Komplement MZ des Nulldurchgangsreferenzsignals MZ von dem Nulldurchgangsreferenzgenerator 50 als sein zweites Eingangssignal auf. Das UND-Gatter 33 nimmt den Systemtakt Takt0 als sein drittes Eingangssignal auf. Wenn der Zustand des Ringzählers 40 einer ist, bei welchem die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 unerwünscht bewirken wird, daß ein Erregerstrom zu den Feldspulen des Motors 5 zugeführt wird, wenn eine normale Kommutierung zu stoppen ist, wie es dadurch angezeigt wird, daß sowohl das erste als auch das zweite Eingangssignal des UND-Gatters 33 hoch ist, wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 33 hoch werden, wenn das Systemtaktsignal Takt0 einer hohen Frequenz hoch wird. Diese als zweites Eingangssignal an das ODER-Gatter 31 angelegte EINS bewirkt, einmal kurz zu pulsieren, wodurch der Zählwert des Ringzählers 40 zu einem Kommutierungsstoppzustand fortschreitet.
  • Die Erfassung von Rückwärtsdrehungszuständen tritt auf, wenn sich der Motor ausreichend dreht, nachdem ein Hochlaufen eingeleitet worden ist, um eine Gegen-EMK zu erzeugen, deren Nulldurchgänge erfaßt werden können, aber die Rotorposition nicht mit den Kommutierungszuständen synchronisiert ist, die von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 auferlegt werden. Durch ein Stoppen der Kommutierung für eine Zeit, während der Rotor des Motors 5 fortsetzt, sich aufgrund der Trägheit zu drehen, sich aber verlangsamt, wird es dem Rotor ermöglicht, eine Position zu erreichen, bei der die Anzeige der Rückwärtsdrehung, die durch y vorgesehen wird, das hoch ist, zurückgenommen wird. Wenn der nächste Versuch unternommen wird, die Kommutierung erneut zu starten, pulsiert das Ausgangssignal des UND-Gatters 33 nicht länger, um den Zählwert des Zählers 40 sofort zu einem Kommutierungsstoppzustand fortschreiten zu lassen.
  • Der Ausfallzähler 35, der die aufeinanderfolgenden Ausfälle zu Starten zählt, weist durch das Ausgangssignal eines ODER-Gatters 36 mit zwei Eingängen, das logisch EINS ist, ein Zurücksetzen seines Zählwerts auf arithmetisch null auf. Das Ausgangssignal des NICHTODER-Gatters 83 von dem Drehzustandsdetektor 80 wird von einem logischen Invertierer 37 komplementiert, und das sich ergebende Komplement wird als ein erstes Eingangssignal an das ODER-Gatter 36 angelegt. Das komplementäre Ausgangssignal des logischen Inverters 37, das logisch EINS ist, zeigt an, daß die Drehung des Rotors des Motors 5 erfaßt ist. Alternativ kann ein Zurücksetzen eines Ausfallzählwerts auf null durch ein Einbringen eines Pulses von logisch EINS in ein Signal Rücksetzen von normalerweise logisch NULL durchgeführt werden, das an den zweiten Eingang des ODER-Gatters 36 angelegt wird. Dieser Puls von logisch EINS kann über den seriellen Anschluß 90 für einen Mikroprozessor von dem externen Mikroprozessor 95 angelegt werden, kann als ein Teil einer normalen anfänglichen Einschaltesequenz angelegt werden oder kann als Reaktion auf eine Rücksetztaste, die von einem Menschen betätigt wird, erzeugt werden.
  • Der Ausfallzähler 35 nimmt als sein Zähleingangssignal das Ausgangssignal eines UND-Gatters 38 mit zwei Eingängen auf, das das Signal Takt1 als ein erstes Eingangssignal aufnimmt und das Ausgangssignal des NICHTODER-Gatters 83 in dem Drehzustandsdetektor 80 als ein zweites Eingangssignal aufnimmt. Das UND-Gatter 38 gibt solange Pulse des Signals Takt1 zum Zählen durch den Ausfallzähler 35 wieder, wie die NICHTODER-Verknüpfung der Ergebnissignale x und y, die als sein zweites Eingangssignal aufgenommen wird, anzeigt, daß keine Nulldurchgänge der Gegen-EMK erfaßt werden. Wenn das Zählaungangssignal des Ausfallzählers 35 N erreicht, fällt das Ausgangssignal des Decodierers 34 auf logisch NULL ab, und das UND-Gatter 31 ist nicht länger so angepaßt, daß es das Signal Takt4 als Signal Takt1 wiedergibt. Es gibt nicht länger Signalpulse Takt1 zum angepaßten Anlegen als Zähleingangssignal an den Ausfallzähler 35 über das UND-Gatter 38 und das Zählaungangssignal des Zählers 35 verbleibt bei N, bis es nachfolgend auf null gesetzt wird, wie es zuvor beschrieben worden ist.
  • Ein Nur-Lese-Speicher bzw. ROM 39 nimmt als sein Eingangsadressignal den Ausfallzählwert von dem Zähler 35 auf. Der ROM 39 kann mit einer Information geladen werden, die bewirkt, daß sich die Kommutierungsstopp- und Abschalteintervalle in der Länge erhöhen, wenn sich der Zählwert n von aufeinanderfolgenden Ausfällen zu Starten erhöht. Wenn ein Starten schwierig ist, wird dies die thermische Ableitung verringern, die für die Schaltelemente 11 bis 16 notwendig ist, die den Statorfeldspulen einen Erregerstrom zuführen, womit einer Überhitzung der Schaltelemente 11 bis 16 vorgebeugt wird.
  • An jeder adressierten Speicherstelle speichert der ROM 39 ein Bit des Signals Takt3 zum Anlegen an den Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz mit Hilfe des seriellen Anschlusses 90 für einen Mikroprozessor, bis der externe Mikroprozessor 95 eingreift, und eine Mehrzahl von Bits des Signals Takt2 in Form paralleler Bits. Ein Parallel-ein/Seriell-aus- bzw. PISO-Register 3A reagiert auf das daran als ein Ladebefehl angelegte Signal Takt1, um parallel die Mehrzahl von Bits des Signals Takt2, die der ROM 39 in Form paralleler Bits liefert, zu laden. Das PISO-Register 3A reagiert dann auf das daran als ein Schiebebefehl angelegte Systemtaktsignal Takt0 einer hohen Frequenz, um die Mehrzahl von Bits des Signals Takt2, die vorübergehend darin in Form serieller Bits gespeichert sind, zum Anlegen an den Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz mit Hilfe des seriellen Anschlusses 90 für einen Mikroprozessor zu liefern, bis der externe Mikroprozessor 95 eingreift.
  • Die Verwendung des Auf/Abwärtszählers 22 in dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz dient dazu, ein Steuern der Auswahllogikschaltung 23 mittels des externen Mikroprozessors 95 durch den seriellen Anschluß 90 für einen Mikroprozessor zu erleichtern. Bei Startschaltungen, die die Erfindung verkörpern, aber keinen seriellen Anschluß 90 für einen Mikroprozessor aufweisen, durch welchen ein externer Mikroprozessor ein Steuern ausüben kann, gibt es keinen Bedarf, Verbindungen serieller Bits von der Steuereinrichtung 30 zu dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz zu verwenden. Das PISO-Register 3A in der Steuereinrichtung 30 und der Auf/Abwärtszähler 22 in dem Generator 20 für einen Takt einer einstellbaren Frequenz können weggelassen werden; und der ROM 39 kann abgeändert werden, um zum direkten Anlegen an die UND-Gatter 231 bis 234 in der Auswahllogikschaltung 23 Steuersignale paralleler Bits zu speichern.
  • 12 zeigt ein Flußdiagramm, das die betrieblichen Schritte eines Verfahrens zum Steuern einer Telegrafenstartschaltung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nach einem Start werden eine Variable N, die den Zählwert eines Ausfallens des Motorstartens anzeigt, die Anzahl n von Ausfällen des Motorstartens, die gezählt werden, bevor ein Versuch, den Motor zu starten, aufgegeben wird, die Pulsbreite T des Erreerstroms und die Abschaltezeit t initialisiert (Schritt S10). Die Kommutierung wird während des anfänglichen Startens des Motors in dem Telegrafenstartbetrieb gestartet (Schritt S20). Es wird bestimmt, ob ein Nulldurchgang in dem Signal einer Gegen-EMK erfaßt wird (Schritt S30), und wenn dem so ist, ob sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht, wenn das Nulldurchgangssignal erfaßt wird (Schritt S40). Wenn sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht, wenn die Kommutierung noch nicht bereits in einem der Zustände ist, welcher bei dem Startbetrieb dazu führt, daß kein Erregerstrom zu den Statorfeldspulen zugeführt wird, wird sie in einen solchen Zustand gezwungen, und der Betrieb kehrt zu dem Schritt zum Durchführen der Kommutierung in dem Telegrafenstartbetrieb zurück (Schritt S50). Wenn sich der Motor jedoch in der richtigen Richtung dreht, gibt es kein solches Zurückkehren; anstattdessen wird eine Kommutierung in dem Normalbetrieb unter Verwendung der herkömmlichen Schrittsequenz freigegeben (Schritt S60).
  • Wenn das Nulldurchgangssignal in dem vorhergehenden Schritt (Schritt S30) nicht erfaßt wird, wird die Pulsbreite T des Erregerstroms moduliert (Schritt S70), die Abschaltezeit t wird moduliert (Schritt S80) und die Variable N zum Überprüfen der Anzahl von Ausfällen des Motorstartens wird um eins erhöht (Schritt S90).
  • Nachfolgend ist der Betrieb beendet, wenn die tatsächliche dynamische Anzahl N von Ausfällen des Motorstartens gleich der Anzahl n der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist, und die Energiezufuhr wird abgeschaltet. Wenn der Zählwert N der Ausfälle des Motorstartens kleiner als die Anzahl n der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist, wird dies hingenommen, bevor der Versuch, den Motor zu starten, aufgegeben wird, wobei der Betrieb zu dem Schritt (Schritt S50) zum Stoppen der Kommutierung zurückkehrt (Schritt S100).
  • Demgemäß liegt die Wirkung der Telegrafenstartschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß sie zu der Anfangszeit das höhere Startdrehmoment erzeugen kann und den Nulldurchgangspunkt während der periodischen Kommutierungsstoppzeit und der Abschaltezeit genau erfassen kann, um die Nachteile eines Totpunkts, eines Festsitzen eines Kopfes und eines unzureichenden Anfangsstartdrehmoments bei Anwendungen zum Ansteuern eines sensorlosen bürstenlosen permanentmagnetischen Gleichstrommotors, und eine hohe Temperatur einer integrierten Schaltung durch ein Verhindern des hohen Startstroms, der in die Motorausgangsstufe fließt, überwinden kann.
  • 13 zeigt eine dreiphasigen Statorfeldspulenansteuerschaltung 010, die anstelle von Anreicherungs-IGFETs eines gleichen Leitfähigkeitstyps Anreicherungs-IGFETs eines komplementären Leitfähigkeitstyps zum Ansteuern des Endes jeder der Statorfeldspulen u, v und w und der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 0100, die für diese Ansteuerschaltung geeignet ist, verwendet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Telegrafenstartschaltung in 1 ersetzen die Ansteuerschaltung 010 und die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 0100 die Ansteuerschaltung 10 und die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100, die zuvor beschrieben worden sind.
  • Bei der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 100 müssen die ODER-Gatter 101, 103 und 105 Ausgangssignale mit logischen Auslenkungen, die positiver als das positive Arbeitspotential sind, hervorbringen, das an die Drains der Anreicherungs-IGFETs 11, 13 und 15 mit einem n-Kanal angelegt wird, damit ihre Sourceelektroden auf das positive Arbeitspotential gelegt werden können, wenn solche IGFETs leitend gemacht werden. Das Source-Drain-Potential der IGFETs 11, 13 oder 15 sollte so niedrig wie möglich sein, wenn sie zum Leiten umgeschaltet werden, um eine Leistungsverstreuung und folglich ein Aufwärmen zu minimieren. Ein Machen der logischen Auslenkungen der Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 103 und 105 positiver als das positive Arbeitspotential, das an die Drains der Anreicherungs-IGFETs 11, 13 und 15 mit einem n-Kanal angelegt wird, erfordert eine zusätzliche Betriebsspannungsversorgung oder erfordert eine Spannungsverstärkungsanordnung für die Ausgangssignale der ODER-Gatter 101, 103 und 105. Beide dieser Alternativen bringen unerwünscht eine zusätzliche Schaltung mit sich, aber der Wunsch, Schalttransistoren eines Leitfähigkeitstyps zu verwenden, kann diese zusätzliche Schaltung rechtfertigen.
  • Die Ansteuerschaltung 010 ist eine Ausgestaltung der Ansteuerschaltung 10, bei welcher die Anreicherungs-IGFETs 11, 13 und 15 mit einem n-Kanal durch Anreiche rungs-IGFETs 011, 013 bzw. 015 mit einem p-Kanal ersetzt sind, welche unberücksichtigt dessen, daß ihre Gatepotentiale innerhalb des Bereichs des Arbeitspotentials für die Ansteuerschaltung gehalten werden, vollständig geschaltet werden können. Die Anreicherungs-IGFETs 011, 013 und 015 mit einem p-Kanal schalten unter Verwendung einer Sourceschaltungsverstärkungswirkung, welche eine Signalumkehr mit sich bringt, anstelle einer Drainschaltungsverstärkerwirkung, welche keine Signalumkehr mit sich bringt. Demgemäß weist die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung 0100 zur Verwendung mit dieser Ansteuerschaltung 010 zum Vorsehen von Gatesignalen dq1, dq3 und dq5 an den Anreicherungs-IGFETs 011, 013 bzw. 015 mit einem p-Kanal NICHTODER-Gatter 0101, 0103, 0105 auf, die die ODER-Gatter 101, 103 bzw. 105 ersetzen.
  • Andere Beispiele der Erfindung werden für Fachleute aus einer Betrachtung der Beschreibung und der Praxis der Erfindung, die darin offenbart ist, ersichtlich. Es ist beabsichtigt, daß die Beschreibung und Beispiele innerhalb des wahren Umfangs der Erfindung, der in den Ansprüchen dargelegt ist, die dieser Beschreibung folgen, lediglich beispielhaft zu betrachten ist. Unter besonderer Berücksichtigung der Ansprüche 17 und 22 sollte jedoch das Ersetzen aller Transistoren eines gleichen Leitfähigkeitstyps, die als die ersten bis sechsten Schaltelemente verwendet werden, durch Transistoren eines komplementären Typs und das gleichzeitige Ersetzen der ersten bis sechsten ODER-Gatter mit zwei Eingängen in der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung durch jeweilige NICHTODER-Gatter als eine äquivalente Schaltung betrachtet werden, welche die Ansprüche verletzt.
  • Während eines Hochlaufens hält eine in der vorhergehenden Beschreibung offenbarte Telegrafenstartschaltung für einen Gleichstrommotor einen Erregerstrom während wechselnder der Mehrphasenkommutierungssignale, die verwendet werden, wenn der Motor läuft, von den Statorfeldspulen zurück. Dies erzeugt ein hohes Startdrehmoment zu einer Anfangszeit, die einen Totpunkt, ein Festsitzen eines Kopfes und Probleme eines unzureichenden Anfangsstartdrehmoments bei Motoransteueranwendungen überwindet, während Überschlagsprobleme von Leitung zu Leitung in der Ansteuerschaltung vermieden werden. Ein Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuern verringert eine Ableitung, die für die Feldspulenansteuerschaltung notwendig ist, durch periodisches Unterbrechen eines Startstromflusses in die Gleichstrommotorfeldspulen. Die Telegrafenstartschaltung beinhaltet einen Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz, eine Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung, einen Ringzähler, eine Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung, eine Feldspulenansteuerschaltung, einen Nulldurchgangsreferenzgenerator, eine Phasenauswahleinrichtung, einen Nulldurchgangsdetektor und einen Drehzustandsdetektor.

Claims (24)

  1. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit dreiphasigen Statorwicklungen und einem Rotor mit permanentmagnetischen Aufbau, die aufweist: eine Ansteuerschaltung zum zyklischen Zuführen von Erregerströmen zu zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklungen und wobei die jeweilig dritte Phase der dreiphasigen Statorwicklungen gegenwärtig nicht angesteuert wird; eine Phasenauswahlschaltung zum Auswählen einer gegenelektromotorischen Kraft, die in der gegenwärtig nicht angesteuerten Phase der Dreiphasenstatorwicklungen erzeugt wird; einen Nulldurchgangsdetektor zum Erfassen von Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft, die von der Phasenauswahlschaltung ausgewählt wird, um die tatsächlichen Nulldurchgängen zu erfassen; einen Schiebetaktgenerator zum Erzeugen von Schiebetaktpulssignalen, wobei der Zeitpunkt dieser Schiebetaktpulssignale als Reaktion auf die erfassten tatsächlichen Nulldurchgänge gesteuert wird; einen sechsstufigen Ringzähler, welcher auf die Schiebetaktimpulssignale reagiert, um Paare von aufeinanderfolgenden gleichen logischen Binärwerten zyklisch durch den Ringzähler zu bewegen und welcher somit ein Sechsphasentaktsignal erzeugt, von dem jeder Zyklus sechs Kommutierungszustände von jeweils 60° Phasenwinkel aufweist; und eine Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung zum Anlegen jedes wechselnden aufeinanderfolgenden der sechs Kommutierungszustände des Sechsphasentaktsignals an die Ansteuerschaltung sowohl während einer Startbetriebsart als auch einer Normalbetriebsart; wobei, während der Normalbetriebsart in jeder Phase der dreiphasigen Statorwicklung pro Zyklus jeweils zwei 120° Bestromungen entgegengesetzter Polarität mit jeweils 60° Lücken durchgeführt werden; und wobei während der Startbetriebsart in jeder Phase der dreiphasigen Statorwicklung pro Zyklus jeweils zwei 60° Bestromungen entgegengesetzter Polarität mit abwechselnd 60° und 180° Lücken durchgeführt werden.
  2. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren aufweist: einen Nulldurchgangsreferenzgenerator, der zum Erzeugen eines Nulldurchgangsreferenzsignals, welches anzeigt, wann jeder wechselnde aufeinanderfolgende der sechs Kommutierungszustände des Sechsphasentaktsignals auftritt, auf das Sechsphasentaktsignal reagiert, um somit ein Nulldurchgangsreferenzsignal zu erzeugen; einen Drehzustandsdetektor zum Erzeugen einer ersten Anzeige, die anzeigt, daß sich der Rotor des Motors nicht ausreichend schnell dreht, um eine maßgebliche gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, wenn die Anzeigen der tatsächlichen Nulldurchgänge weniger als eine vorgeschriebene Amplitude sind, zum Vergleichen des Auftretens der Anzeigen von tatsächlichen Nulldurchgängen mit dem Nulldurchgangsreferenzsignal, um eine zweite Anzeige zu erzeugen, die anzeigt, wenn sich der Rotor des Motors anstelle in einer richtigen Richtung in einer Rückwärtsrichtung dreht, wenn sich der Rotor des Motors ausreichend schnell dreht, um eine maßgebliche gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, und zum Erzeugen einer dritten Anzeige, wenn sich der Rotor des Gleichstrommotors entweder in einer Rückwärtsrichtung dreht oder sich nicht ausreichend schnell dreht, um eine maßgebliche gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, als Reaktion auf die ersten und zweiten Anzeigen, wobei die dritte Anzeige zum Anpassen der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung, um in dem Startbetrieb zu arbeiten, an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung angelegt wird.
  3. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebetaktgenerator aufweist: einen Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz zum Anlegen eines Taktsignals einer einstellbaren Frequenz; und eine Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung zum Steuern der Pulsfrequenz des Taktsignals einer einstellbaren Frequenz, das von dem Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz angelegt wird, um das Schiebetaktsignal zu liefern, wobei die Zeitsteuereinrichtung zum Einstellen der Pulsfrequenz des Schiebetaktsignals auf einen Wert für eine Normalbetriebsart auf jede der ersten Anzeigen von dem Drehzustandsdetektor reagiert, wobei die Zeitsteuereinrichtung zum Anlegen eines Hilfsschiebetaktpulses an den sechsstufigen Ringzähler auf die zweite Anzeige von dem Drehzustandsdetektor reagiert, wenn das Sechsphasentaktsignal in irgendeinem der wechselnden aufeinanderfolgenden der sechs Kommutierungszustände ist, und wobei die Zeitsteuereinrichtung zum Verringern der Pulsfrequenz des Schiebetaktsignals auf jede dritte Anzeige von dem Drehzustandsdetektor reagiert.
  4. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung aufweist: einen ersten Binärzähler, der von den Schiebetaktpulssignalen getaktet wird, der verwendet wird, um einen Ausfallzählwert zu erzeugen, der die Pulsfrequenz des Taktsignals einer einstellbaren Frequenz, das von dem Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz angelegt wird, steuert, der zum Zählen angeschlossen ist, bis ein Endausfallzählwert den ersten Anzeigen, die von dem Drehzustandsdetektor erzeugt werden, nachfolgend erreicht ist, und der von einem Rücksetzbefehl oder durch ein Fehlen der ersten Anzeige auf einen Anfangsausfallwert zurückgesetzt wird, wenn er von einem Schiebetaktpulssignal getaktet wird; einen ersten Decodierer, der den Ausfallzählwert aufnimmt und erfaßt, ob der Ausfallzählwert bereits den Endausfallzählwert erreicht hat, um ein Ausgangssignal des ersten Decodierers zu erzeugen; und ein Gatter, das das Taktsignal einer einstellbaren Frequenz, das von dem Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz angelegt wird, aufnimmt und Schiebetaktpulssignale als selektive Reaktion auf das Taktsignal einer einstellbaren Frequenz lediglich liefert, wenn das Ausgangssignal des ersten Decodierers anzeigt, daß der Ausfallzählwert den Endausfallzählwert noch nicht erreicht hat.
  5. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz aufweist: einen zweiten Binärzähler, der eine Mehrzahl p als Anzahl von Stufen zum Zählen von Systemtaktpulsen aufweist, die mit einer vorgeschriebenen Systemtaktpulsfrequenz angelegt werden, und der als ein Pulsfrequenzteiler wirkt, um eine Mehr zahl von Taktsignalen vorzusehen, die Pulsfrequenzen aufweisen, die jeweilige Teiler der vorgeschriebenen Systemtaktpulsfrequenz sind; und eine Pulsfrequenzauswahleinrichtung zum Auswählen eines der Teiler der vorgeschriebenen Systemtaktpulsfrequenz als den Takt einer einstellbaren Frequenz.
  6. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für einen Takt einer einstellbaren Frequenz desweiteren aufweist: einen dritten Binärzähler, der mindestens log2P Stufen aufweist, die als ein Auf/Abwärtszähler angeordnet sind, wobei der Zählwert davon die Auswahl durch die Pulsfrequenzauswahleinrichtung steuert; und dadurch, daß die Kommutierungsstopp- und Abschaltezeitsteuereinrichtung desweiteren aufweist: eine Einrichtung, die zum zumindest bedingten Bestimmen des Zählwerts von dem dritten Binärzähler auf den Ausfallzählwert reagiert.
  7. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Mikroprozessor kombiniert ist, wobei der Zählwert von dem dritten Binärzähler von dem Mikroprozessor bestimmt werden kann.
  8. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sechsstufige Ringzähler ein erstes, sechstes, drittes, zweites, fünftes und viertes Flipflop aufweist, die zum Liefern erster, sechster, dritter, zweiter, fünfter bzw. vierter aufeinanderfolgenden Phasen des Sechsphasentaktsignals in genannter Reihenfolge in Ringverbindung angeschlossen sind; und dadurch, daß die Ansteuerschaltung aufweist: einen Nullrückleiter von verbundenen ersten Enden einer Statorfeldspulenwicklung einer ersten Phase, einer Statorfeldspulenwicklung einer zweiten Phase und einer Statorfeldspulenwicklung einer dritten Phase der dreiphasige Statorwicklungen in einer Sternverbindung, wobei erste, zweite und dritte Ansteuerleitungen mit den Enden der jeweiligen Statorwicklungen, die nicht den Sternpunkt der Sternverbindung bilden, verbunden sind; ein erstes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms einer ersten Polarität zu der ersten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die erste Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der vierten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein zweites Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, zu der ersten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die zweite Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der fünften Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein drittes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der ersten Polarität zu der zweiten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die dritte Phase des Sechs phasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der sechsten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein viertes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der zweiten Polarität zu der zweiten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die vierte Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der ersten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein fünftes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der ersten Polarität zu der dritten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die fünfte Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der zweiten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; und ein sechstes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der zweiten Polarität zu der dritten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die sechste Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der dritten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart.
  9. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nulldurchgangsreferenzgenerator aufweist: ein Exklusiv-ODER-Gatter mit drei Eingängen zum Liefern des Nulldurchgangsreferenzsignals als sein Ausgangssignals, welches während jedem der wech selnden aufeinanderfolgenden der sechs Kommutierungszustände des Sechsphasentaktsignals einen ersten Zustand aufweist und welches während jedem dazwischenliegenden der sechs Kommutierungszustände des Sechsphasentaktsignals einen zweiten Zustand aufweist; und erste, zweite und dritte UND-Gatter mit zwei Eingängen, die zum Anlegen ihrer jeweiligen Ausgangssignale an jeweilige Eingänge des Exklusiv-ODER-Gatters mit drei Eingängen angeschlossen sind, wobei das erste UND-Gatter an jeweiligen seiner Eingänge die erste und vierte Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt, das zweite UND-Gatter an jeweiligen seiner Eingänge die dritte und sechste Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt, und das dritte UND-Gatter an jeweiligen seiner Eingänge die fünfte und zweite Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt.
  10. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenauswahlschaltung aufweist: ein erstes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das an jeweiligen seiner Eingänge die erste und zweite Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt und eine erste NICHTODER-Verknüpfung von diesen erzeugt; ein zweites NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das an jeweiligen seiner Eingänge die dritte und vierte Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt und eine zweite NICHTODER-Verknüpfung von diesen erzeugt; ein drittes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das an jeweiligen seiner Eingänge die fünfte und sechste Phase des Sechsphasentaktsignals aufnimmt und eine dritte NICHTODER-Verknüpfung von diesen erzeugt; und eine Analogauswahleinrichtung zum Anlegen der gegenelektromotorischen Kraft zwischen dem Nullrückleiter und der ersten Ansteuerleitung an den Nulldurchgangsdetektor als Reaktion darauf, daß die erste NICHTODER-Verknüpfung logisch EINS ist, zum Anlegen der gegenelektromotorischen Kraft zwischen dem Nullrückleiter und der zweiten Ansteuerleitung an den Nulldurchgangsdetektor, als Reaktion darauf, daß die zweite NICHTODER-Verknüpfung logisch EINS ist, und zum Anlegen der gegenelektromotorischen Kraft zwischen dem Nullrückleiter und der dritten Ansteuerleitung an den Nulldurchgangsdetektor, als Reaktion darauf, daß die dritte NICHTODER-Verknüpfung logisch EINS ist.
  11. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor aufweist: ein erstes Daten-Flipflop, das das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors als ein jeweiliges Takteingangssignal aufnimmt, das das Nulldurchgangsreferenzsignal als ein jeweiliges Dateneingangssignal empfängt und ein Wahr-Ausgangssignal liefert, das lediglich logisch EINS ist, wenn sich der Rotor des Motors in der richtigen Richtung dreht, um eine gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, die eine Reaktion von dem Nulldurchgangsdetektor bewirkt. ein zweites Daten-Flipflop, das das Nulldurchgangsreferenzsignal als ein jeweiliges Takteingangssignal aufnimmt, das das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors als ein jeweiliges Dateneingangssignal aufnimmt und ein Wahr-Ausgangssignal liefert, das lediglich logisch EINS ist, wenn sich der Rotor des Motors in der Rückwärtsrichtung dreht, um eine gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, die eine Reaktion von dem Nulldurchgangsdetektor bewirkt.
  12. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor desweiteren aufweist: ein viertes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen der Wahr-Ausgangssignale der ersten und zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer vierten NICHTODER-Verknüpfung von diesen angeschlossen ist; und ein ODER-Gatter, das zum Aufnehmen der vierten NICHTODER-Verknüpfung und des Wahr-Ausgangssignals des zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ODER-Verknüpfung, die zumindest bedingt an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung angelegt wird, angeschlossen ist, wobei die ODER-Verknüpfung die Startbetriebsart, wenn sie logisch EINS ist, und die Normalbetriebsart anzeigt, wenn sie logisch NULL ist.
  13. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Mikroprozessor kombiniert ist, der in der Lage ist, einen Zwangsstartbetriebsbefehl als weiteres Eingangssignal an das ODER-Gatter anzulegen, und der in der Lage ist, einen Zwangslaufbetriebsbefehl anzulegen, wobei der Drehzustandsdetektor desweiteren aufweist: einen logischen Invertierer zum Aufnehmen des Zwangslaufbetriebsbefehls und zum Vorsehen eines komplementären Ausgangssignals; ein viertes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das an einem ersten Eingang das komplementäre Ausgangssignal und an einem zweiten Eingang die ODER-Verknüpfung aufnimmt, zum bedingten Anlegen der ODER-Verknüpfung an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung.
  14. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor aufweist: ein erstes Daten-Flipflop, das das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors als ein jeweiliges Takteingangssignal aufnimmt, das das Nulldurchgangsreferenzsignal als ein jeweiliges Dateneingangssignal aufnimmt, und ein Wahr-Ausgangssignal liefert, das lediglich logisch EINS ist, wenn sich der Rotor des Motors in der richtigen Richtung dreht, um eine gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, die eine Reaktion von dem Nulldurchgangsdetektor bewirkt; und ein zweites Daten-Flipflop, das das Nulldurchgangsreferenzsignal als ein jeweiliges Takteingangssignal aufnimmt, das das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors als ein jeweiliges Dateneingangssignal aufnimmt und ein Wahr-Ausgangssignal liefert, das lediglich logisch EINS ist, wenn sich der Rotor des Motors in der Rückwärtsrichtung dreht, um eine gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen, die eine Reaktion von dem Nulldurchgangsdetektor bewirkt.
  15. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor desweiteren aufweist: ein erstes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen der Wahr-Ausgangssignale der ersten und zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ersten NICHTODER-Verknüpfung von diesen angeschlossen ist; und ein ODER-Gatter, das zum Aufnehmen der ersten NICHTODER-Verknüpfung und des Wahr-Ausgangssignals des zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ODER-Verknüpfung, die zumindest bedingt an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung angelegt wird, angeschlossen ist, wobei die ODER-Verknüpfung eine Startbetriebsart, wenn sie logisch EINS ist, und eine Normalbetriebsart anzeigt, wenn sie logisch NULL ist.
  16. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung aufweist, die ein Betriebsartensteuersignal und ein komplementäres Betriebsartensteuersignal von der dritten Anzeige von dem Drehzustandsdetektor steuert.
  17. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement Transistoren eines gleichartigen Leitfähigkeitstyps sind und dadurch, daß die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung zusätzlich zu den ersten, zweiten und dritten UND-Gattern mit zwei Eingängen aufweist: ein erstes, zweites, drittes, viertes, fünftes und sechstes ODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften bzw. sechsten Schaltelements steuern; ein viertes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des ersten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten und vierten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein fünftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des zweiten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des zweiten und fünften ODER-Gatters angeschlossen ist; ein sechstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des dritten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des dritten und sechsten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein siebtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen eines komplementären Betriebsartensteuersignals und der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein achtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein neuntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein zehntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des vierten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein elftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des fünften ODER-Gatters angeschlossen ist; und ein zwölftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des sechsten ODER-Gatters angeschlossen ist.
  18. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor desweiteren aufweist: ein erstes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen der Wahr-Ausgangssignale der ersten und zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ersten NICHTODER-Verknüpfung von diesen angeschlossen ist; und ein siebtes ODER-Gatter, das zum Aufnehmen der ersten NICHTODER-Verknüpfung und des Wahr-Ausgangssignals des zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ODER-Verknüpfung, die zumindest bedingt als das Betriebsartensteuersignal an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung angelegt wird, angeschlossen ist, wobei das Betriebsartensteuersignal eine Startbetriebsart, wenn es logisch EINS ist, und eine Normalbetriebsart anzeigt, wenn es logisch NULL ist.
  19. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, dritte und fünfte Schaltelement Transistoren eines ersten Leitfähigkeitstyps sind und das zweite, vierte und sechste Schaltelement Transistoren eines zweiten Leitfähigkeitstyps sind, der zu dem ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist; und dadurch, daß die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung zusätzlich zu dem ersten, zweiten und dritten UND-Gatter mit zwei Eingängen aufweist: ein erstes, zweites und drittes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des ersten, dritten bzw. fünften Schaltelements steuern; ein erstes, zweites und drittes ODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des zweiten, vierten bzw. sechsten Schaltelements steuern; ein viertes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des ersten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten NICHTODER-Gatters und des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein fünftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des zweiten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten ODER-Gatters und des dritten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein sechstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des dritten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des zweiten NICHTODER-Gatters und des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein siebtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen eines komplementären Betriebsartensteuersignals und der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein achtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein neuntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein zehntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein elftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des dritten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; und ein zwölftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist.
  20. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzustandsdetektor desweiteren aufweist: ein viertes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen der Wahr-Ausgangssignale der ersten und zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer NICHTODER-Verknüpfung von diesen angeschlossen ist; und ein viertes ODER-Gatter, das zum Aufnehmen der NICHTODER-Verknüpfung des vierten NICHTODER-Gatters und des Wahr-Ausgangssignals des zweiten Daten-Flipflops als jeweilige Eingangssignale und zum Erzeugen einer ODER-Verknüpfung, die zumindest bedingt als das Betriebsartensteuersignal an die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung angelegt wird, angeschlossen ist, wobei das Betriebsartensteuersignal eine Startbetriebsart, wenn es logisch EINS ist, und eine Normalbetriebsart anzeigt, wenn es logisch NULL ist.
  21. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sechsstufige Ringzähler ein erstes, sechstes, drittes, zweites, fünftes und viertes Flipflop aufweist, die zum Liefern einer ersten, sechsten, dritten, zweiten, fünften bzw. vierten aufeinanderfolgenden Phase des Sechsphasentaktsignals in genannter Reihenfolge in Ringverbindung angeschlossen sind, und dadurch, daß die Ansteuerschaltung aufweist: einen Nullrückleiter von verbundenen ersten Enden einer Statorfeldspulenwicklung einer ersten Phase, einer Statorfeldspulenwicklung einer zweiten Phase und einer Statorfeldspulenwicklung einer dritten Phase der dreiphasige Statorwicklungen in einer Sternverbindung, wobei erste, zweite und dritte Ansteuerleitungen mit den Enden der jeweiligen Statorwicklungen, die nicht den Sternpunkt der Sternverbindung bilden, verbunden sind; ein erstes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms einer ersten Polarität zu der ersten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die erste Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der vierten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein drittes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, zu der ersten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die zweite Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der fünften Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein drittes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der ersten Polarität zu der zweiten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die dritte Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der sechsten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein viertes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der zweiten Polarität zu dem zweiten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die vierte Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der ersten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; ein fünftes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der ersten Polarität zu der dritten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die fünfte Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der zweiten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart; und ein sechstes Schaltelement zum Zuführen eines Ansteuerstroms der zweiten Polarität zu der dritten Ansteuerleitung, wenn es von der Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung leitend gemacht wird, als Reaktion auf die sechste Phase des Sechsphasentaktsignals während einer Normalbetriebsart und als Reaktion auf den Abschnitt der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals, der mit der dritten Phase davon überlagert ist, während einer Startbetriebsart.
  22. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement Transistoren eines gleichartigen Leitfähigkeitstyps sind; dadurch, daß die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung mit einem Betriebsartensteuersignal und einem komplementären Betriebsartensteuersignal versehen ist; und dadurch, daß die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung aufweist: ein erstes, zweites, drittes, viertes, fünftes und sechstes ODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften bzw. sechsten Schaltelements steuern; ein erstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch EINS auf die erste und vierte Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein zweites UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch EINS auf die zweite und fünfte Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein drittes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch EINS auf die dritte und sechste Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein viertes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des ersten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten und vierten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein fünftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des zweiten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des zweiten und fünften ODER-Gatters angeschlossen ist; ein sechstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des dritten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des dritten und sechsten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein siebtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen eines komplementären Betriebsartensteuersignals und der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein achtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein neuntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein zehntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des vierten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein elftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des fünften ODER-Gatters angeschlossen ist; und ein zwölftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des sechsten ODER-Gatters angeschlossen ist.
  23. Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, dritte und fünfte Schaltelement Transistoren eines ersten Leitfähigkeitstyps sind und das zweite, vierte und sechste Schaltelement Transistoren eines zweiten Leitfähigkeitstyps sind, der zu dem ersten Leitfähigkeitstyp komplementär ist, und dadurch, daß die Zweibetriebsartenkommutierungsschaltung aufweist: ein erstes, zweites und drittes NICHTODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des ersten, dritten bzw. fünften Schaltelements steuern; ein erstes, zweites und drittes ODER-Gatter mit zwei Eingängen, deren jeweilige Ausgangssignale eine Leitung des zweiten, vierten bzw. sechsten Schaltelements steuern; ein erstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch EINS auf die erste und vierte Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein zweites UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch EINS auf die zweite und fünfte Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein drittes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL auf die dritte und sechste Phase des Sechsphasentaktsignals, die beide logisch EINS sind, und ansonsten zum Liefern eines Ausgangssignals von logisch NULL angeschlossen ist; ein viertes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des ersten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten NICHTODER-Gatters und des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein fünftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des zweiten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des ersten ODER-Gatters und des dritten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein sechstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des Betriebsartensteuersignals und des Ausgangssignals des dritten UND-Gatters als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an die ersten Eingänge des zweiten NICHTODER-Gatters und des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein siebtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen eines komplementären Betriebsartensteuersignals und der ersten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein achtes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der zweiten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des ersten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein neuntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der dritten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; ein zehntes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der vierten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des zweiten ODER-Gatters angeschlossen ist; ein elftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der fünften Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangs signals an den zweiten Eingang des dritten NICHTODER-Gatters angeschlossen ist; und ein zwölftes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das zum Aufnehmen des komplementären Betriebsartensteuersignals und der sechsten Phase des Sechsphasentaktsignals als jeweilige Eingangssignale und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den zweiten Eingang des dritten ODER-Gatters angeschlossen ist.
  24. Verfahren zum Steuern einer Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer Startschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 23, wobei diese Startschaltung von einem Telegrafenstarttyp ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Initialisieren einer Variablen zum Überprüfen einer Anzahl von Ausfällen des Motorstartens, einer Anzahl von Ausfällen des Motorstartens, einer Pulsbreite eines Erregerstroms und einer Abschaltezeit; Kommutieren der Ausgangsstufe des Motors in dem Telegrafenstartbetrieb während des anfänglichen Startens des Motors; Erfassen, ob ein Nulldurchgangssignal erfaßt wird; Erfassen, ob sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht, wenn das Nulldurchgangssignal erfaßt wird; Zurückkehren zu dem Schritt zum Durchführen der Kommutierung der Ausgangsstufe des Motors in dem Telegrafenstartbetrieb, nachdem die Kommutierung gestoppt ist und die Energieversorgung abgeschaltet ist, wenn sich der Motor in der Rückwärtsrichtung dreht; wobei, während der Normalbetriebsart in jeder Phase der dreiphasigen Statorwicklung pro Zyklus jeweils zwei 120° Bestromungen entgegengesetzter Polarität mit jeweils 60° Lücken durchgeführt werden; und wobei während der Startbetriebsart in jeder Phase der dreiphasigen Statorwicklung pro Zyklus jeweils zwei 60° Bestromungen entgegengesetzter Polarität mit abwechselnd 60° und 180° Lücken durchgeführt werden; Kommutieren der Ausgangsstufe des Motors in dem Betrieb einer herkömmlichen Schrittsequenz, wenn sich der Motor in der richtigen Richtung dreht; Modulieren der Pulsbreite des Erregerstroms, wenn das Nulldurchgangssignal in dem vorhergehenden Schritt nicht erfaßt wird; Modulieren der Abschaltezeit; Erhöhen der Variablen zum Überprüfen der Anzahl von Ausfällen des Motorstartens; Zurückkehren zu dem Schritt zum Stoppen der Kommutierung, nachdem die Energieversorgung abgeschaltet ist, wenn die tatsächliche dynamische Anzahl von Ausfällen des Motorstartens geringer als die Anzahl der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist; und Beenden des Betriebs, wenn die tatsächliche dynamische Anzahl von Ausfällen des Motorstartens die gleiche wie die Anzahl der vorhergehend eingestellten Anzahl von Ausfällen des Motorstartens ist.
DE19622049A 1995-11-28 1996-05-31 Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die beim Starten eine Felderregung während wechselnden Mehrphasenkommutierungszuständen unterdrückt Expired - Fee Related DE19622049B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950044291A KR0158614B1 (ko) 1995-11-28 1995-11-28 모오스-스타트 회로 및 그 제어 방법
KR95-44291 1995-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19622049A1 DE19622049A1 (de) 1997-06-05
DE19622049B4 true DE19622049B4 (de) 2009-08-20

Family

ID=19436076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19622049A Expired - Fee Related DE19622049B4 (de) 1995-11-28 1996-05-31 Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die beim Starten eine Felderregung während wechselnden Mehrphasenkommutierungszuständen unterdrückt

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5717298A (de)
JP (1) JP3600894B2 (de)
KR (1) KR0158614B1 (de)
DE (1) DE19622049B4 (de)
FR (1) FR2741758B1 (de)
GB (1) GB2307805B (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3363306B2 (ja) * 1996-04-05 2003-01-08 三菱電機株式会社 モータ駆動回路
US5982571A (en) * 1997-06-30 1999-11-09 Quantum Corporation Disk drive with closed loop commutator and actuator oscillator
US5838129A (en) * 1997-08-13 1998-11-17 Luh; Yih-Ping Driving method for multiple-pole motors with optimum driving waveform
JP3204644B2 (ja) * 1998-07-07 2001-09-04 松下電器産業株式会社 電動機の駆動装置および駆動方法
GB2345204B (en) 1999-04-14 2000-11-15 Penny & Giles Drives Technolog Motor control
US6023141A (en) * 1999-05-13 2000-02-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for electronically commutating an electric motor
JP3673964B2 (ja) * 2000-03-29 2005-07-20 株式会社ルネサステクノロジ ブラシレスモータ駆動制御用半導体集積回路およびブラシレスモータ駆動制御装置
US6892170B1 (en) * 2000-07-27 2005-05-10 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for modeling mass storage disk drive motors
US6650082B1 (en) * 2000-07-27 2003-11-18 Texas Instruments Incorporated Fast rotor position detection apparatus and method for disk drive motor at standstill
US6555977B1 (en) * 2000-07-27 2003-04-29 Texas Instruments Incorporated Disk drive motor position detection using mutual inductance zero crossing
JP2002223583A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Nec Kansai Ltd ブラシレスモータ駆動装置
DE10128074B4 (de) 2001-06-09 2005-10-13 Brückner Maschinenbau GmbH Transportvorrichtung
US7084597B2 (en) * 2002-06-03 2006-08-01 Denso Corporation Motor control apparatus
EP1424768B1 (de) * 2002-11-28 2009-08-19 STMicroelectronics S.r.l. Verfahren zum Erfassen der Winkelposition eines kommutatorlosen elektrischen Motors
JP4465988B2 (ja) * 2003-06-18 2010-05-26 パナソニック株式会社 モータ駆動装置
US7197410B2 (en) * 2004-08-04 2007-03-27 Seagate Technology Llc Predicting loss of frequency lock between a motor control circuit and a motor
FR2901927B1 (fr) 2006-06-01 2014-07-04 Valeo Equip Electr Moteur Machine tournante electrique triphasee
FR2917916B1 (fr) * 2007-06-22 2009-08-28 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique tournante et son procede de commande
US20120249034A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Position sensing circuit for brushless motors
JP6035942B2 (ja) * 2012-07-25 2016-11-30 ダイキン工業株式会社 モータ駆動制御装置
US8975848B2 (en) * 2013-03-15 2015-03-10 Regal Beloit America, Inc. Methods and systems for starting an electric motor
CN104796052B (zh) * 2015-04-29 2018-10-26 海信（山东）冰箱有限公司 一种无霍尔电机的启动方法及装置
DE102017119740A1 (de) * 2017-08-29 2019-02-28 Elektrosil Systeme Der Elektronik Gmbh Ansteuerung eines Lüftermotors für ein verbessertes EMV-Verhalten
US11374514B2 (en) 2019-04-25 2022-06-28 Black & Decker Inc. Sensorless variable conduction control for brushless motor
US11374520B2 (en) 2019-06-10 2022-06-28 Black & Decker Inc. Field-oriented sensorless brushless motor control in a power tool
DE102020202318A1 (de) 2020-02-24 2021-08-26 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine
US11469701B2 (en) * 2020-03-18 2022-10-11 Ebm-Papst Inc. Technologies for adaptive multi-pulse commutation for brushless direct current motors
US11210986B1 (en) * 2020-08-03 2021-12-28 Novatek Microelectronics Corp. Display driving apparatus and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162435A (en) * 1976-10-05 1979-07-24 General Electric Company Method and apparatus for electronically commutating a direct current motor without position sensors
US4876491A (en) * 1986-07-01 1989-10-24 Conner Peripherals, Inc. Method and apparatus for brushless DC motor speed control
US5254914A (en) * 1990-06-29 1993-10-19 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor without Hall effect devices using a mutual inductance detection method
US5323094A (en) * 1992-02-24 1994-06-21 Nippon Densen Corporation Method of starting a sensorless multiphase dc motor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5972993A (ja) * 1982-10-19 1984-04-25 Secoh Giken Inc 逆起電力を位置検知信号とする半導体モ−タ
US4540921A (en) * 1984-04-19 1985-09-10 General Electric Company Laundry apparatus and method of controlling such
US4641066A (en) * 1984-10-04 1987-02-03 Nippondenso Co., Ltd. Control apparatus for brushless motor
US4928042A (en) * 1986-03-22 1990-05-22 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for operating a multi-phase synchronous motor on a direct-voltage system
US4912378A (en) * 1988-07-21 1990-03-27 Emerson Electric Co. Third harmonic commutation control system and method
US5068582A (en) * 1990-05-29 1991-11-26 A. O. Smith Corporation Brushless pulsed D.C. motor
AU630820B2 (en) * 1990-07-04 1992-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless dc motor
US5130620A (en) * 1991-01-29 1992-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless DC motor without a position sensor
IT1253596B (it) * 1991-10-31 1995-08-22 Sgs Thomson Microelectronics Sistema di avviamento per un motore brushless multifase, privo di sensori di posizione del rotore.
JP2782481B2 (ja) * 1991-11-29 1998-07-30 株式会社日立製作所 ブラシレスモータの駆動回路
JPH0767381A (ja) * 1993-08-25 1995-03-10 Toshiba Corp 直流ブラシレスモータの駆動制御装置および駆動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162435A (en) * 1976-10-05 1979-07-24 General Electric Company Method and apparatus for electronically commutating a direct current motor without position sensors
US4876491A (en) * 1986-07-01 1989-10-24 Conner Peripherals, Inc. Method and apparatus for brushless DC motor speed control
US5254914A (en) * 1990-06-29 1993-10-19 Seagate Technology, Inc. Position detection for a brushless DC motor without Hall effect devices using a mutual inductance detection method
US5323094A (en) * 1992-02-24 1994-06-21 Nippon Densen Corporation Method of starting a sensorless multiphase dc motor

Also Published As

Publication number Publication date
DE19622049A1 (de) 1997-06-05
KR970031211A (ko) 1997-06-26
GB2307805A (en) 1997-06-04
GB9610571D0 (en) 1996-07-31
FR2741758A1 (fr) 1997-05-30
JPH09163789A (ja) 1997-06-20
GB2307805B (en) 2000-09-06
FR2741758B1 (fr) 1998-11-27
JP3600894B2 (ja) 2004-12-15
US5717298A (en) 1998-02-10
KR0158614B1 (ko) 1998-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19622049B4 (de) Startschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die beim Starten eine Felderregung während wechselnden Mehrphasenkommutierungszuständen unterdrückt
DE69831776T2 (de) Messung der momentanen Stellung des Rotors eines, im tripolaren Modus getriebenen bürstenlosen Gleichstrommotors
DE60007878T2 (de) Ansteuerung einer elektrischen reluktanz maschine
DE3813130C2 (de) Digitale Steuereinheit für einen geschalteten Reluktanzmotor
EP1816739B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines mehrphasigen, elektronisch kommutierten Motors
DE69822896T2 (de) Verfahren und gerät zur steuerung eines bürstenlosen elektrischen motors
DE10221159A1 (de) Vorrichtung zum Steuern eines bürstenlosen halbwellenbetriebenen Dreiphasen-Motors
US5892339A (en) Three-phase brushless DC motor driving circuits and methods using one hall signal
DE10028337B4 (de) Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor
DE2529524A1 (de) Drehmaschine
DE10223720A1 (de) Vorrichtung zum Ansteuern eines bürstenlosen Motors
DE2444376B2 (de) Dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor
US4282472A (en) Digital generation and control of variable phase-on motor energization
DE10014626A1 (de) Synchronmotoren und Steuerungsschaltungen dafür
EP2965418B1 (de) Einphasiger elektromotor
DE69909449T2 (de) Antriebssystem für bürstenlosem Motor mit Hallsensoren und selbsttätiger Bestimmung der Phasenlage der instalierten Sensoren
DE60036595T2 (de) Motor und Plattenlaufwerk
DE3211743C2 (de)
DE19933331A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung und Regelung bürstenloser Motoren
DE102017125934A1 (de) Auto-Synchronisation von bürstenlosen DC-Motoren
DE102007063386B4 (de) Verfahren zur Bestimmung von elektrischen Rotorpositionen in elektrischen Maschinen mit Vorrichtungen zur Kommutierung und Positionserkennung
DE2314259C2 (de)
DE3151257C2 (de)
DE102012012762B4 (de) Einrichtung zur Bestimmung von Positionen eines Rotors in elektrischen Maschinen
DE10128698A1 (de) Erregungssteuerungssystem eines Motors

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee