DE2020555B2

DE2020555B2 - Schaltungsanordnung zum messen der von einem stromdurchflossenen motor erzeugten emk

Info

Publication number: DE2020555B2
Application number: DE19702020555
Authority: DE
Inventors: Franz Josef 8080 Emmenng Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-27
Filing date: 1970-04-27
Publication date: 1973-02-01
Also published as: NL7105624A; FR2086374A1; FR2086374B1; DE2020555A1; LU63049A1; BE766358A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Messen der von einem stromdurchflossenen Motor erzeugten EMK und insbesondere zum Feststellen der Drehzahl und Drehrichtung eines als Antriebsmotor für die Antriebswelle eines Magnetbandes dienenden Motors.

Bei Magnetbandgeräten, insbesondere solchen, die mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen zusammenarbeiten, ist es erforderlich, das Magnetband schnell zu starten und zu stoppen und mit hoher, möglichst konstanter Geschwindigkeit an dem Magnetkopf vorbeizuführen.

Um die Beschleunigungskräfte auf ein gewünschtes Maß bringen zu können, sind bereits Magnetbandgeräte entwickelt worden, bei denen das Band sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung mit nur einer einzigen Antriebsrolle bewegt wird. Damit insbesondere bei Richtungswechseln die Antriebsrolle genügend schnell die Sollgeschwindigkeit erreichen kann, muß die Antriebsrolle ein trägheitsarmes Gebilde sein. Durch Umschlingung der Antriebsrolle auf einem grcßen Teil ihres Umfangs wird dafür gesorgt, daß immer genügend Reibung zwischen dem Band und der Antriebsrolle besteht und ein Schlupf des Magnetbandes weitgehend verhindert wird. Damit der Motor, der zum Zwecke einer guten Umsteuerbarkeit und ausreichender Beschleunigung und Verzögerung wie die Antriebsrolle geringe Tragheit aufweisen muß, stets seine richtige Geschwindigkeit hat, ist es bekannt, mit dem Motor bzw. der Antriebswelle einen Tachogenerator zu koppeln, der eine der Bandgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt und mit dieser einen Servoverstärker für den Motor steuert. Mit einer solchen Einrichtung lassen sich die Beschleunigung und Verzögerung des Bandes so einstellen, daß die Längsschwingungen und das Flattern des Bandes, die bei Magnetbandgeräten mit AndröekrolleB auftreten, weitgehend vermieden werden. Ein Kachteil diiser Einrichtungen ist jedoch, daß außer dem Motor und der Antriebsrolle aoch ein Tachogenerator mit der Antriebsrolle gekoppelt sein muß. Abgesehen davon, daß dieser Tachogenerator nicht unerhebliche Kosten verursacht, da nur eia hochpräziser Tachogenerator die geforderte Genauigkeit erreichen läßt, erhöh; er die Trägheit des gesamten Systems.

Es ist deshalb auch bereits bekanntgeworden, als Steuersignal für den Servoverstärker nicht das Ausgangssignal eines Tachogenerators, sondern die EMK des Antriebsmotors selbst zu verwenden, die ja unmittelbar ein Maß für die Drehzahl und Drebrichtung des Motors ist Dabei wird bei der bekannten Einrichtung beim Starten des Bandes zunächst der Motor auf etwa 80Vo seiner Nominalgeschwindigkeit gebracht. Zu diesem Zeitpunkt beginnt eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Taktpuls die Motor-FMK zu prüfen. Bei jedem Impuls wird ein Flip-Flop gesetzt, welches den Servoverstärker ausschaltet und ein Gatter öffnet, und die EMK des Motors dann mit Hilfe eines Komperators geprüft Wenn der Motoi seine Sollgeschwindigkeit noch nicht erreicht hat. wird das Flip-Flop zurückgesetzt und dem Motor weiterhin Strom zugeführt. Wenn aber der Motor seine Sollgeschwindigkeit erreicht hat. wird das Flip-Flop nicht sofort zurückgesetzt, sondern der Motor wird, ohne daß er Strom von dem Servoverstärker erhalt, laufengelassen, bis seine EMK unter einem bestimmten Wert fallt. Der Motor arbeitet dabei als Generator. Zu diesem Zeitpunkt wird das Flip-Flop zurückgesetzt p-.d der Motor mit Hilfe des Servoverstärkers wieder auf seine SoIlgeschwindigkeit gebracht. Bei dieser Methode weiden dem Motor also nur dann Stromimpulse zugeführt, wenn seine Geschwindigkeit unter einem bestimmten Sollwert abgesunken ist. Abgesehen davon, daß die gesamte Steuerung ziemlich aufwendig ist, ergibt sich eine gewisse Ungleichmäßigkeit in der Geschwindigkeit des Bandes dadurch, daß der Motor in ge wissen Abständen ein- und ausgeschaltet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Messen der von einem stromdurchflossenen Motor erzeugten EMK und insbesondere zum Feststellen der Drehzahl eines als Antriebsmotor für die Antriebswelle eines Magnetbandes dienenden Motors zu schaffen, die erstens weniger aufwendig ist als die bekannte Anordnung und zum anderen dadurch, daß der Motor nicht ständig aus- und eingeschaltet wird, ein starkes Schwanken der Bandgeschwindigkeit vermeidet. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die Reihenschaltung des Motors mit einer Spule mit einer der Induktivität des Motors proportionalen Induktivität und einem dem Innenwiderstand des Motors proportionalen ohmschen Widerstand und durch einen an sich bekannten Operationsverstärker mit zwei Eingängen, dessen einem Eingang die an der Reihenschaltung anliegende Gesamtspannung und dessen anderem Eingang die am Motor auftretende Spannung zugeführt und an dessen Ausgang eine der EMK des Motors entsprechende Spannung abnehmbar ist.

Die Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung. Diese besteht aus einem Motor M, einer Spule L₁, einem Widerstand R₁ und einem Operationsverstärker V. An der Reihenschal-

♦·

tung aus MotorM, Spatel, und WiderstandJi₁ liegt die Gesamtspannung UJ₈. Dem einen Eingang E₁ des Verstärkers V wird die Gesamtspannung U₃ und dem zweiten Eingang E₂ die am Motor auftretende Spannung U_n, zugeführt Am Ausgang A des Verstärkers V kann ein« der Motor-EMK entsprechende Spannung U_EUK abgenommen werden, wenn die beiden Eingänge de* Verstärkers so beschaltet sind, daß dieser die nachfolgende Gleichung erfüllt:

Spule L₁ und
dingungen

den

ρ — fe

L₁ R

festlegt, ergibt sich weiter:

IO

_di

dt

Da aber i· Ji₁ + ^' U = ^ui ~ ^u

Für den gesamten Kreis aus Motoi M, Spule L₁, Widerstand R₁ und Gesamtspanuung U_g gilt nämlich 15 ^ gilt weiter

^fld

= u

_EMK

_{= 1} ^ _Gleichl,_ng

wobei C/_EAiK die Motor-EMK, L die Induktivität des Motors und R der Innenwiderstand des Motors ist. Daraus ergibt sich:

di

_m die am Motor auftretende Spannung ist.

20

_ 2 U_n, —

EMK

Wei' a also die Eingänge des Operationsverstärkers « V so beschaltet sind, daß er die am Eingang E₂ anliegende Motorspannung U_n, verdoppelt und davon die am Eingang E₁ anliegende Gesamtspannung J abzieht, erscheint an seinem Abgang A eine der Motor-EMK entsprechende Spannung·
,ο Motor-EMK ardererseits der DrehzaL _r
K, erhält man somit eine Größe, die unmittelbar zur Regelung des Motors in einem an sich bekannten Kreis mit einem Servoverstärker dienen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Messen der von einem stromdurchflossenen Motor erzeugten s EMK, insbesondere zum Feststellen der Drehzahl eines als Antriebsmotor für die Antriebswelle eines Magnetbandgerätes dienenden Motors, g e kennzeichnetdurchdie Reihenschaltung des Motors (M) mit einer Spule (L₁) mit einer der Induktivität des Motors proportionalen Induktivität und einem dem Inaenwiderstand des Motors proportionalen ohmschen Widerstand (A_x) und durch einen an sich bekannten Operationsverstärker (V) mit zwei Eingängen (JS₁, Ej), dessen einem Eingang^) die an der Reihenschaltung anliegende Gesamtspannving (U,) und dessen anderem Einf.ng (E₂) die am Motor (M) auftretende Spannung (U_m) zugeführt wird und an dessen Ausgang (A) eine der EMK des Motors entsprechende Spannung (U _EhlK) abnehmbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor (k) zwischen der Induktivität (L) des Motors (M) und der Induktivität der SpUIe(L₁) einerseits und dem Innenwiderstand (R) des Motors (M) und dem ohmschen Widerstand (R₁) andererseits gleich 1 ist.