DE2045839B2

DE2045839B2 - Vorrichtung zum Bremsen eines kollektorlosen Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2045839B2
Application number: DE2045839A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokio Yanagida
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1969-09-17
Filing date: 1970-09-16
Publication date: 1974-09-12
Also published as: US3706021A; JPS5022690B1; DE2045839A1

Description

Kraft in Abhängigkeit von der Richtung bestimmt, in weicher das magnetische Feld das Hall-Element durchquert. Wenn daher die Ausgangsklemmen des Hall-Elements sich auf einem höheren Potential als die Klemme Hb befindet, wird die Ausgangsspannung bei der Klemme Ha an die Basis des Transistors Tr₂₅ angelegt, weil die Basenpotentiale der Transistoren Tr_M und Tr₂₂ innerhalb ihres Arbeitsoder Durchlaßbereiches sind, so daß der Transistor Tr₂₅ »Ein« wird (durchlässig). Wenn demgegenüber die Ausgangsklemme Hb sich auf einem höheren Potential befindet als die Klemme Ha, wird der Transistor Tr₂₉ »Eine (durchlassend), d. h. wenn die Klemme Ha sich auf einem höheren Potential als die andere befindet, fließt Strom in die Antriebsspule L₁, währeau wenn die Klemme Hb ein höheres Potential aufweist, "irom in die Antriebsspule L₂ fließt. In beiden Fällen wird Strom in der Richtung zugeführt, in der ein Anlaufmoment erzeugt wird.

Als nächstes wird die Arbeitsweise im regelmäßigen Umlauf erläutert Indu^erte Spannungen, die in den Antriebsspulen L₁ und L₂ während des Umlaufs erzeugt sind, werden zu den Dioden D₁ bzw. D₂ geleitet und durch den Glättungskondensator C₁ geglättet, so daß sie als Eingang für den Geschwindigkeits- as regier 3 dienen. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit etwas von einer vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit abweicht, erhöhen oder vermindern sich die induzierten Spannungen, die in den Antriebsspulen L₁ und L₂ erzeugt sind, proportional zu der 3« Umdrehungsgeschwindigkeit, und auf djese Weise erhöht oder vermindert sich auch der Kollektorstrom des Transistors Tr₃₁. Demzufolge variiert die Basisspännung des Transistors Tr₃₂ und der Kollektorstrom des Transistors Tr_n, d. h. der Steuerstrom für das Hall-Element H erhöht oder vermindert sich so, daß eine Schwankung in der Umdrehungsgeschwindigkeit unterdrückt wird.

Wenn dann der Schalter S W von der Klemme S₂ von der Hochgeschwindigkeitsseite auf die Klemme S₁ der Niedriggeschwindigkeitsseite geschaltet wird, wird der Transistor Tr_tl in dem Kreis 4 zur Ermittlung oder Aufnahme der induzierten Spannung »Ein« (durchlassend) infolge der induzierten Spannungen in den Antriebsspulen L₁ und L*. Zu dieser Zeit ist die Basisspannung des Transistors Tr₄₁ in Übereinstimmung mit der Zener-Spannung der Zener-Diode O₄₁. Der Kollektorstrom des Transistors Tr_tl des Kreises fließt über den Widerstand A₁₄, so daß die Basisspannung des Transistors Tr₁₁ ansteigt und dieser Transistor wird »Ein« (durchlassend), während der Transistor Tr₁₂ »Aus« (gesperrt) wird. Die Transistoren Tr₁₁ und Tr₃^ der ragnetisch-elektronischen Schalteinrichtung 2 werden daher »Ein« und die Transistoren Tr₂₃ und Tr_2K werden »Aus«. An dieser Stelle wirken die Widerstände R₂₃ und R_it so, daß sie den Ausgang des Schmitt-Triggers 1 zu den Basen der Transistoren Tr₂₁ und Tr₂₂ und der Transistoren Tr₂₃ und Tr_2i übertragen. Wenn so die Ausgangsklemme Ha des liall-Elementsf/ sich auf einem höheren Potential befindet als die Klemme Hb, wird der Transistor Tr₂₆ »Ein«, während wenn die Klemme Hb ein höheres Potential hat, der Transistor Tr₂₅ »Ein« wird. Es fließt daher ein Strom in der Antriebsspule L₁ oder in L₂ in einer solchen Richtung, daß eine Bremskraft erzeugt wird. Infolge dieser Wirkung nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit oder Drehzahl rasch ab. Wenn die induzierte Spannung niedriger wird als eine Spannung, die von der Zener-Diode od.dgl. bestimmt ist, d.h. wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit geringer wird als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, dann wird der Kreis 4 »Aus« und der Schmitt-Trigger 1 nimmt wieder seine Wirkung auf. Bei Beendigung der Bremswirkung beginnt der Kreis für konstante Geschwindigkeit eine Fein regulierung der Geschwindigkeit zu bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

JCk

Patentanspruch: oder Drehzahländenmgseinrichtting yon hoher Ce-

Vorrichtung zum Bremsen eines kollektorlosen schwindigkeit auf niedrige Geschwindigkeit geschaltet

Gleichstiommotors mit einem permanentmagnet!- wird und wenn die ermittelte odei-aufgenommene

*cW Rotor und paarweise angeordneten An- Spannung größer als em vorbestnnmter Wert ist d h.

tnebsspulen, die über in einer magnetisch- 5 wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors

elektrischen Schalteinrichtung angeordnete höher als eine vorbestimmte^nj«dnge Geschwindig-

Paupttransistoren, abhängig von der Rotorstel- keit ist. Der Rotor vmd dadurch einer Bremskraft

log" mit Strom gespeist werden und an welchen unterworfen, wod»:ch de; Motor rasch auf eine

djef induzierte Spannung als Drehzahlistwert geringe Geschwindigkeit >^^:h..^duf^c^ .^e£^{e r}fⁱⁿ

abgegriffen wird, der nut einem einstellbaren « elektrische Bremskraft, die durch die Antnebsspulen

Drehzahlsollwert vergleichbar ist dadurch erzeugt wird, geschaltet wird.

gekennzeichnet, daß der magnetisch- in der Zeichnung ist eine Schattig ^fur .^emen elektronischen Schalteinrichtung (2) ein Schmitt- Gleichstrommotor gemäß der Erfindung wiederTrigger (1) vorgeschaltet ist dessen eines Aus- gegeben. . gangssignal bei motorischem Betrieb über einen 15 Gemäß der Zeichnung besteht der Schnutt-Widerstand (RJ) zwei den Haupttransistoren zu- Trigger 1, der in gestrichelten Linien gezeichnet ist, geordnete Steuertransistoren (Tr_n, TrJ) aufsteu- aus Widerständen A₁₁, «_Ja, R_a, ««» /H₅ ^u°^{d 7}H₆ ert und dessen inverses Ausgaugssignal beim und Transistoren Tr₁₁ und Tr₁₁₁, wobei der Irans:- Herabsetzen des Drehzahlsollwertes (SW) über stör Tr₁₁ sieh gewöhnlich in nicht-leitendem Zustand einen anderen Widerstand (R..) zwei andere, den ao (im nachstehenden als »Aus« bezeichnet) und der Haupttransistoren invers zugeordnete Steuertran- Transistor Tr₁₂ sich im leitenden Zustand (im nach sistoren (7V₂,, TrJ) für Gegenstrombremsung auf- stehenden als »Ein« bezeichnet) !»findet Die magne steuert tisch-elektroaische Schalteinrichtung besteht aus der

Widerständen A₂₁, K₂₈, R₂₉ und A₂₄, den Transisto

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung »5 rein Tr₂₁, Tr₂₂, fr_a, Tr₂₄, Tr^ und Tr₂₆ und einen zum Bremsen eines kollektorlosen Gleichstrom- Hall-Element H. Der Geschwindigkeitsregler 3 be motors mit einem permanentmagnetischen Rotor und steht aus den Widerständen R₉₁, R₉₂, R₉₉, R₃₄, R^ paarweise angeordneten Antnebsspulen, die über in und W₃₆ und den Transistoren Tr₉₁ und Tr₉₂. Der einer magnetisch-elektronischen Schalteinrichtung an- Kreis 4 dient zur Aufnahme induzierter Spannungen geordnete Haupttransistoren, abhängig von der 3° Er besteht aus einem Widerstand R₄₁, einer Zener Rotorstellung, mit Strom gespeist werden und an Diode D₄, und einem Transistor Tr₄₁. In der Zeich welchen die induzierte Spannung als Drehzahlistwert nung sind ferner Antriebsspulen L₁ und L₂ eines abgegriffen wird, der mit einem einstellbaren Dreh- kollektorlosen Gleichstrommotors, Dioden D₁ und D₅ zahlsoUwert vergleichbar ist und ein Glättungskondensator C₁ gezeigt Das Be Eise derartige Vorrichtung ist bekannt (SIEMENS- 35 zugszcichen B stellt eise Klemme zur Verbindung Zeitschrift, 40. Jg., 1966, Heft 9, S. 690 bis 693). mit einer Hauptleitung oder einem Netz dar, während Der Drehzahlsollwert wird dabei mittels eines Poten- Ha und Hb die Endklemmen des Hall-Elements sind, tiometers eingestellt und es dauert dabei verhältnis- und SW ein Geschwindigkeitswechsel oder Drehzahlmäßig lange, bis bei einer Sollwertverkleineiung die ändeniügsschalter ist, wobei S₁ eine Klemme auf der entsprechende Drehzahländerung erfolgt ist 40 Seite mit niedriger Geschwindigkeit und S₂ eine Es ist weiterhin eine Steuerungsvorrichtung aus Klemme auf der Seite mit hoher Geschwindigkeit ist. Flip-Flops zur Umkehr der Drehrichtung derartiger Die Arbeitsweise des Motors gemäß der Erfindung Motoren bekannt (ETZ-A, Bd. 86, 1965, Heft 1, wird nachstehend näher erläutert.
S. 20 bis 23); bei dieser Steuerung ist Nutzbremsung Weitin eine Gleichspannung der Klemme B zugevorgesehen. 45 führt wird, ist der Transistor Tr₁₁ des Schmitt-Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Triggers 1 »Aus« und der Transistor Tr₁₂ ist »Ein«, elektrischen Bremsvorrichtung für einen kollektor- die Kollektorspannung des Transistors 7>„ ist hoch tosen öieichsttommotur, welche gestattet, den Rotor und diejenige des Transistors Tr₁₂ ist niedrig. In der elektrischer Bremsenergie so zu unterwerfen, daß er magnetisch-elektronischen Schalteinrichtung 2 wird rasch im Fall der Änderung der Geschwindigkeit oder so der Ausgang des Transistors Tr₁, des Schmitt-Triggers 4er Drehzahl verlangsamt wird. durch den Widerstand A₁₄ an die Basen der Transi-Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der stören Tr₂₉ und 7>„ gelegt, um ihre Basenpotentiale eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch zu erhöhen, so daß die Transistoren Tr₂₉ und Tr₂₄ gelöst, daß der magnetisch-elektronischen Schalt- auf »Aus« sind Andererseits wird die Ausgangseinrichtung ein Schmitt-Trigger vorgeschaltet ist, 55 spannung des Transistors Tr₁₄ fiber den Widerstand dessen eines Ausgangssignal bei motorischem Betrieb Ä« an die Basen der Transistoren Tr₂₁ und Tr₂₂ an-Iber einen Widerstand zwei den Haupttransistoren gelegt, um ihre Basenpotentiale zu erniedrigen, so zugeordnete Steuertransistoren aufsteuert und dessen daß die Transistoren Tr„ und Tr_n auf »Ein« sind. Inverses Ausgangssignal beim Herabsetzen des Dreh- Der Kollektorstrom des Transistors Tr^ des Kreises 3 zahlsöHwertes Über emen anderen Widerstand zwei «° für konstante Geschwindigkeit ist ein Steuerstrom für andere» den Haupttransistoren invers zugeordnete das Hall-Element ff der magnetisch-elektronischen Steuertransistoren für Gegenstrombremsung auf- Schalteinrichtung 2. Das Hall-Eiement//, das in steuert, einem Magnetfeld angeordnet ist, erzeugt zwischen Diese Bremsvorrichtung nimmt eine in den An- den Spannungsklemmen ff« und Hb im Ansprechen ttifebsspulen induzierte Spannung auf und enthält <s auf den Einfluß des Steuerstroms eine elektromotorieine Einrichtung zur Änderung der Richtung des sehe Kraft, die proportional dem Produkt der magne-Ausgimgsstroms der Hauptschalteinrichtung, die tischen Flußdichte und des Steuerstroms ist Auch wirksam wird, wenn die Gesehwindigkifcitswechsel- wird die Richtung des Vektors der elektromotorischen