DE2415347A1

DE2415347A1 - Gleichstrommotor mit eigenerregung

Info

Publication number: DE2415347A1
Application number: DE2415347A
Authority: DE
Inventors: Naokatsu Sugiura
Original assignee: Sansui Electric Co Ltd
Current assignee: Sansui Electric Co Ltd
Priority date: 1973-03-31
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1974-10-17
Also published as: US3909690A; DE2415347C3; DE2415347B2

Description

PATENTANWÄLTE

PROF. DR. DH. J. REIf^-STOTTER « . <t

DR.-IN3. WOLFRAM BUNTE Z4 I

DR. v^ERNER KINZEBACH

D-eOOO MÜNCHEN 4O, DAUERSTRASSE 22 · FERNRUF (OBO) 37 08 03 · TELEX B21B200 ISAR D POBTANSCHRIPTl D-BOOO MÜNCHEN 43, POSTFACH 78Ο

29. MRZ. 19/4 M/15 169

SANSUI ELECTRIC CO., LTD. Tokyo, Japan

Gleichstrommotor mit Eigenerregung

Die Erfindung betrifft einen selbsterregenden Gleichstrommotor mit einer Einrichtung zum Feststellen der Rotorwinkellage für den Motoranlauf, und insbesondere einen selbsterregenden Gleichstrommotor mit Einrichtungen zum Beenden der Eigenerregung, wofür das Ausgangssignal der Lagefeststelleinrichtung in einem festgelegten Zeitraum nach dem Start verwendet wird.

Ein selbsterregender Gleichstrommotor, der direkt mit dem Teller eines Plattenspielers gekoppelt ist, um beispielsweise als Servomotor mit niedriger Drehzahl zu wirken, ist im allgemeinen mit einer Startsteuervorrichtung versehen, wie sie in Figur 1 gezeigt ist. Der Motor hat einen Rotor 1, dor mit oinor Vielzahl von Magnetpolen in Form einoa Permanentmagneten vorsehen ist, und einen Stator 5 mit einor Vielzahl von Magnetpolen 4a, 'lb und ^iC, die jeweils mit Feldspulen 2a, 2b und 2c und Ankerspulen 3a, 3b und 3c umwickelt sind. Die Startsteuervorrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Feststellen einer Startlage, wobei eine Vielzahl von Elementen für die Feststellung der Rotorwinkellage 6a, 6b und 6c vorgesehen sind, die die Winkellage

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des Rotors zur Erzeugung von Lagesignalen feststellen, eine selbsterregende Schaltung mit Verstärkern 7a, 7b und 7c zum Verstärken der festgestellten Lagesignale und der elektromotorischen Kräfte, die in den Ankerspulen 3a, 3b und 3c entsprechend der Drehung des Rotors induziert werden, so daß das vor.sfcurkte Ausgangssignal den Feldspulen 2a, 2b, 2c zugeführt wird, sowie einen Servomechanismus zürn Regulieren des Folds t roniH , ansprechend auf die Drehzahl des Rotors.

Wenn jedoch der Rotor auf eine vorher festgelegte Drehzahl beschleunigt worden ist, bei welcher die Ankerspulen 3^aι 3^D» 3c Ausgangssignale erzeugen, die für die Eigenerregung des Feldes ausreichen, ist die Lagefeststellungseinrichtung nicht mehr erforderlich. Da die Lagefeststellungsfunktion der Lagefeststelleinrichtung nicht so genau ist wie die der Ausgarigssignalo der Ankerspulen, wenn das verstärkte Lagesignal den Feldspulen auch nach einer für die Eigenerregung ausreichenden Drehzahl des Rotors zugeführt wird, pulsiert das Antriebsdrehmoment. Ein solches Pulsieren des Antriebselementes führt zu einer ungleichen Drehung des Rotors, zu mechanischen Schwingungen und zu Geräuschen, so daß bei den wiedergegebenen Tonen ein Jaulen und schnelle Tonhöhenschwankungen hervorgerufen werden oder der Kauschabstand verschlechtert wird. Deshalb möchte man die Zuführung des Lagesignals zu der Feldschaltung beenden, wenn der Rotor eine vorher festgelegte Drehzahl erreicht hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Gleichstrommotor mit Eigenerregung zu erzeugen, der Einrichtungen zum automatischen Beenden der von dem Ausgang uus der Lagefeststellungseinrichtung hervorgerufenen Selbsterregung in einem vorher festgelegten Abstand nach dem Starten des Motors aufweist.

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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem selbsterregenden Gleichstrommotor mit einem Rotor, welcher eine Vielzahl von Magnetpolen in Form eines Permanentmagneten aufweist, einem Stator mit einer Vielzahl von Magnetpolen, die jeweils mit Feldspulen Und Ankerspulen umwickelt sind, mit einer Einrichtung zum Feststellen der Startlage, die eine Vielzahl von Lagedetektorelementen zur Feststellung der Winkellage des Rotors und zur Erzeugung eines Lagesignals des Rotors aufweist und mit einer selbsterregenden Schaltung, die eine Verstärkoreinrichtung zum Verstärken des Lagesignals und der elektromagnetischen Kräfte aufweist, welche in den Ankerspulen entsprechend der Drehung des Rotors für die Zuführung der verstärkten Leistung zu den Feldspulen induziert wird, so daß eine kontinuierliche Drehung des Rotors hervorgerufen wird, dadurch gelöst, daß Einrichtungen zum Feststellen eines Signals, welches nur die Vorwärtsdrehung des Rotors anzeigt, Einrichtungen zum Umsetzen des Ausgangssignals der Signalfeststelleinrichtungen in ein kontinuierliches Signal und Einrichtungen zum Zuführen des kontinuierlichen Signals zu der selbsterregendon Schaltung am Ende eines vorher festgelegten Zeitraums vorgesehen sind, der zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem das die Vorwärtsdrehungen anzeigende Signal festgestellt wird, wo-· durch der selektive Betrieb der selbsterregenden Schaltung so bewirkt wird, daß nur die in den Ankerspulen induzierte Spannung verstärkt wird.

Das nur die Vorwärtsdrehung des Rotors anzeigende Signal kann durch Feststellung der Phasenkoinzidenz der positiven llalbporiodo dos Ausgangssignals von einem der LagefeststeileLomunto und der positiven Halbperioden des Ausgangssignals aus der entsprechenden Ankerspule zum Zeitpunkt der Vorwärtsdrehung festgestellt werden oder durch Feststellung der Ausgangssignale von zwei Ankerspulen erfaßt werden, welche Ausgangssignale, mit einer vorher festgelegten Phasenbeziehung zur Zeit der Vorwärtsdrehung erzeugen. Es ist möglich, den Betrieb der Lagefeststelleinrichtung

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nach diesem vorher festgelegten Zeitraum zu beenden. Alternativ ist es auch möglich, den Ausgang der Lagefeststellungseinrichtung zur Steuerung des Feldstromes zu benutzen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Schaltbild einen bekannten Gleichstrommotor mit Eigenerregung, der vorstehend zum Teil bereits benchriolicn wurde.

KLg. 2 zeigt in einem Schaltbild eine Ausführungsform eines orfindungsgemäßen Motors.

Fig. 3A und ^B zeigen Spannungs- und Stromwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Motors von Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Modifizierung der Teile, 'die in Fig. 2 in dem von einer gestrichelten Linie umgebenen Block X₂ enthalten sind.

Fig. 5 zeigt in einem Schaltbild eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors.

Fig. 6a und 6B zeigen Spannungs- und Stromwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Motors von Fig. 5 während dor Vorwärtsdrohung bzw. Rückwärtsdrehung.

Die in dem von einer gestrichelten Linie umgebenen Block X. enthaltenen Elemente in Fig. 2 entsprechen denen von Fig. 1, so daß sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Elemente 6a, 6b und 6c für die Feststellung der Startlage von dem Stator 5 in einem gleichen Abstand um eine Verlängerung der Welle des Rotors 1 gohaltert. Bei dieser Ausführungsform entsprechen die PoI-stiicke 4a, kb und kc den Lagefeststellungselementen 6a, 6b bzw. 6c. Das Lagefeststellungselement 6a ist in einer Lage mit

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9o Voreilung zu dein entsprechenden Statormagnetpol 'la in Richtung der Vorwärtsdrehung gezeigt.

Jodes Lagofoststellelcinent hat einen magnetiachen-Modulator mit einem Magnetkern, der durch den Fluß eines vormagnetisierenden Permanentmagneten 8 gesättigt ist, und üochfrequenzspulen 9 und Io, die auf den Kern gewickelt sind. Jede Spule wird durch einen Hochfrequenzoszillator 11 erregt. Eine der Klemmen der Spulen Io ist mit Masse verbunden bzw. geerdet. Die Lagefeststelleleinente sind so gebaut, daß der Magnötkorn von nur dem Lagof oststellelemont, welches dom Nordpol, dow Rotors gegenüberliegt, entmagnesisiert ist.

Eine Servoschaltung 13 ist so gebaut, daß sie die Drehzahl des Rotors 1 aus den elektromagnetischen Kräften feststellt, die in den Ankerspulen 3^, 3h und 3c induziert werden. Dadurch kann ein Servosignal l4, welches der Drehzahl entspricht, einem Stromsteuerelement 15 zugeführt werden. Der Strom von einer Gleichstromquelle 16 wird von dem Stromstöuerelement 15 gesteuert und dann den jeweiligen Feldspulen 2a, 2b und 2c zugeführt.

Die einen Klemmen der Feldspulen 2a, 2b und 2c sind jeweils mit den Kollektorelektroden von Verstärkertransistoren 7^a1 7b bzw. 7c verbunden, während die anderen Klemmen gemeinsam mit der Ausgangsklemme des Stromsteuerelementes I5 verbunden sind. Die Emitterelektroden der Verstärkertransistoren sind gemeinsam mit der an Masse liegenden bzw. geerdeten negativen Klemme der Quelle l6 verbunden. Die einen Klemmen der Ankerspulen 3a, 3h bzw. 3c sind jeweils mit den Basiselektroden der entsprechenden Verstärkertransistoren über Widerstände 17 verbunden, während die anderen Klemmen an Masse liegen. Eine Klemme der Spule Io eines jeden Lagefeststellelementes ist mit der Basiselektrode des entsprechenden Verstärkertransistors über einen in Serie mit einer Diode 2o geschalteten Widerstand 19 verbunden, während die andere Klemme der Spule Io an Masse liegt. Ein Glättungskondensator 21 ist

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parallel zu der Basis- unl der Emitterelektrode eines jeden Verstnrkertransistors geschaltet.

Die Feldspulen 2a, 2b und 2c sind derart gewickelt, daß sie, wenn durch sie Feldströme 22a, 22b und 22c in Richtung der Pfeile strömen, Nordpole an den Innenenden der jeweilggen Magnetpole 4a, 4b und 4c bilden. Die Ankerspulen 3a, 3h und 3c sind derart gewickelt, daß sich, wenn der Rotor in Pfeilrichtung gedreht wird, was bei dieser Ausführungsform der Vorwärtsrichtung entspricht, die Polarität des Magnetpols von Nord nach Süd ändert, so daß elektromotorische Kräfte , 23a, 23b und 23c in Richtung der Pfeile infolge der Flußänderung induziert werden.

Obwohl das Ausgangssignal aus der Spule Io eines jeden Lagefeststellelementes 6a, 6b und 6c sich in positiver und nejeativer Richtung ändert, wird das positive Halbperiodenausgangssignal durch die Diode 2o gleichgerichtet und die gleichgerichtete Energie bzw. Leistung der Basiselektrode des entsprechenden Tranistors zugeführt.

Die in dem von einer gestrichelten Linie umgebenen Block X„ in Fig. 2 gezeigte Schaltung ist folgendermaßen aufgebaut Eine Spannung an der Verbindungsstelle zwischen der Ausgangsklemme eines der Lagefeststellelemente, beispielsweise des Elomontes 6a, und einem Widerstand 19 wird einem Eingang einer UND-Torschaltung 25 über eine Diode 26 zugeführt, wührond die Spannung an der Verbindungsstelle zwischen der Ankerspule 3a, die dem Lagefeststellelement 6a gegenüberliegt, und einem Widerstand 17 dem anderen Eingang der UND-Torschaltung 25 zugeführt wird. Die negative Elektrode der Diode 26 ist über einen Kondensator 27 an Masse gelegt. Das Ausgangssignal aus der UND-Torschaltung 25 wird durch eine Glättungsschaltung 28 geglättet, so daß ein kontinuierliches Signal erzeugt wird. Da das Intervall zwischen dem Augenblick, in dem der Rotor

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in Vorwärtsrichtung gestartet wird, und dem Augenblick, in dem die vorstehend beschriebene Eigenerregung wirksam wird, konstant ist, wird eine Verzögerungsschaltung 29 zur Verzögerung des Auagnngssignals aus der Glät tungsschnltung 28 für dieses Intervall vorgesehen. Nach der Verstärkung durch einen Verötärkor 3° wird das Ausgangssignal aus der Vcrzögcrungasclmltung 29 dor Basiselektrode eines Schalttransistors 31 zugeführt. DIo Verbindungsstelle zwischen den jeweiligen Widerständen 19 und Dioden 2o sind mit der Kollektorelektrode des Schalttransistors 31 jeweils über Dioden 32 verbunden, während die Emitterelektrode des Transistors 3I ^an- Masse liegt.

Die innerhalb des Blocks X. in Fig. 2 gezeigte Schaltung, d. h. die in Fig. 1 gezeigte Schaltung arbeitet so, daß beim Start das Servosignal 14, welches durch die Servoschaltung I3 erzeugt wird, das Stromsteuerelement I5 betätigt. Dann werden die positiven Halbperioden des Lagesignals, das von der Spule Io eines Lagedetektorelementes erzeugt wird, welches dem Nordpol des Rotors 1 zu diesem Zeitpunkt gegenüberliegt, durch eine Diode 2o gleichgerichtet und durch einen entsprochenden Transistor der Verstärkertransistoren 7^a1 7b bzw. 7c verstärkt. Das Ausgangssignal aus dom Verstärkcrtraaaistor wird der entsprechenden Spule der Feldspulen 2a, 2b bzw. 2c zugeführt» so daß die Drehung des Rotors eingeleitet wird. Dann werden in den Ankerspulen elektromotorische Kräfte induziert. Wenn sich der Rotor dreht, werden die Ausgangssignale aus dem entsprechenden Lagefeststellelement und der Ankerspule durch den entsprechenden Verstärkertransistor verstärkt, wodurch allmählich der Rotor beschleunigt wird, bla eine vorher festgelegte konstante Drehzahl unter dem Befehl dos Servosignals l4t erreicht ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der innerhalb des Blocks X₂ von Fig. 2 gezeigten Schaltung beschrieben. Es wird davon ausgegangen, daß das Ausgangssigna1 oder das Lagesignal des Lagefeststellelementes 6a beispielsweise in den Rotorlagen O-TT

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2(1-3Τ , ...., wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, erzeugt wird. Dieses Lag-esignal ist ein hochfrequentes Signal. Die positiven Halbperioden davon, die in Fig. 3A-1 gezeigt sind, werden durch die Diode 26 verstärkt und als ein Eingang zu der UND-Torschaltung 25 verwendet. Wenn sich der Rotor 1 in Vorwartsrichtung dreht, wie dies durch den Pfeil gezeigt ist, erzeugt die dem Lagefeststellelement 6c entsprechende Ankerspule 3^a ein Ausgangssignal mit einer Phase, wie sie in Fig. 3A-2 gezeigt ist, wobei dieses Signal dem anderen Eingang der UND-Torschaltung 25 zugeführt wird. Als Ergebnis erzeugt diese Torschaltung 25 Ausgangsimpulse, wie sie in Fig. 3A-3 gezeigt sind. Diese Impulse werden in ein kontinuierliches Signal durch die Glättungsschaltung 28 umgesetzt. Dieses kontinuierliche Signal wird durch die Wirkung der Verzögerungsschaltung 29 um eine bestimmte Zeit verzögert und dann von dem Verstärker 3o verstärkt, wodurch der Schalttransistor 31 dauernd in den eingeschalteten bzw. durchgeschalteten Zustand versetzt wird. Der Kollektor dieses Transistors 3¹ ist deshalb dauernd auf Massenpotential gehalten, wie dies in Fig. 3A-^ gezeigt ist. Das heißt mit anderen Worten, daß auch die Verbindungsstellen zwischen den Widerständen 19 und den Dioden 2o an Masse liegen, wodurch die positiven HaLbperiodenausgangssignale der jeweiligen Lagefeststellclemonte in Basiselektroden der jeweiligen Verstärkertransistoren 7a, 7h und 7c nicht zugeführt werden. Da jedoch die Spannung an der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand I9 und dem Lagefeststellelement 6a oder das positive Halbperiodenausgangssigrial dos Elementes 6a dem einen Eingang der UND-Torschaltung 25 zugeführt wird, erzeugt sie noch den in Fig. 3A-3 gezeigten Impula.

Wenn an den Rotor durch eine äußere Kraft ein rückwärts wirkendes Drehmoment angelegt wird, obwohl das Lagefeststellelement 6a ein Ausgangssignal erzeugt, welches die gleiche Phase hat wie das des Ausgangssignals während der Vorwärtsdrehung , wie es in Fig. 3B-I gezeigt ist, ist die Phase des Ausgangssignals der Ankerspule 3a entgegengesetzt zu der des Ausgangssignals während der Vorwärtsdrehung , was in Fig. 3B-2 gezeigt ist.

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Da die positiven Halbperiodenausgangssignale des Lagefeststellelementes 6a und die Ankerspule 3^a nicht in Phase sind, wird auf diese Weise das Ausgangssignal der UND-Torschaltung 25 null, wie dies in Fig. 3B-3 gezeigt ist, so daß dor Schalttransistor 31 in den ausgeschalteten bzw. unterbrochenen Zustand versetzt wird. Dementsprechend werden die Ausgangssignale der jeweiligen Lagefeststellelemente 6a, 6b und 6c den Basiselektroden der Verstärkertransistoren 7a, 7b bzw. 7c zugeführt, so daß der Rotor in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Die Wellenform der Kollektorspannung des Schalttransistors 31 ist unter diesen Bedingungen in Fig. JB-k gezeigt.

Fig. k zeigt eine Modifizierung der Schaltung innerhalb des Blocks X von Fig. 2. Diese modifizierte Schaltung hat eine UND-Torschaltung, die aus Transistoren 33a und 33b besteht, eine Glättungsschaltung, welche aus einem Kondensator 3^ und aus einem Widerstand 35 besteht, eine Verzögerungsschaltung, welche aus einem Kondensator 36, einem Widerstand 37 und einer Diode 38 besteht, einen Verstärker, der aus einem Transistor 39 besteht, eine Diode ko und Widerstände kl und ^lk2, weiterhin einen Schalttransistor 3*» einen Kondensator 43, Widerstände 44, 45, 46 und 47 sowie Dioden 26 und 32.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Modifizierung wird ein die Vorwärtsdrehung des Rotors anzeigendes Signal durch zwei Ankerspulen erzeugt, welche Ausgangssignale mit einer vorher festgelegten Phasenbeziehung erzeugen. Diese Modifizierung ist ebenfalls zu dem Zweck gebaut, die Funktion der Lagofoatstolleinrichtung in einem vorher festgelegten Intervall nach dem Anlaufen zu beenden.

Die in dem Block X₁ gezeigte Schaltung ist identisch zu der in Fig. 2 gezeigten Schaltung. Die Elemente haben die gleichen Bezugszeichen. Die im Block X„ enthaltene Schaltung umfaßt einen ersten Begrenzer 5oa, der mit der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand I7 und der Ankerspule 3a zur Erzeugung einer Rechteckswelle (Fig. 6A-3) verbunden ist, welche die

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- Io -

gleiche Phase wie die positiven Halbperioden (Fig. 6A-1) des Ausgangssignals der Ankerspule 3^a während der Vorwärtsdrehung hat. Die Schaltung hat einen zweiten Begrenzer 5°b, der mit
der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand I7 und der Ankerspule 3b verbunden ist, welche ein Ausgangssignal erzeugt,
welches um 12o zu dem der Ankerspule 3a außer Phase ist und zur Erzeugung einer Rechteckswelle (Fig. 6Β-Λ) dient, welche die gleiche Phase wie die des positiven Halbperiodenausgangssignals der Ankerspule 3^b hat. Das Ausgangssignal aus dom
zweiten Begrenzer 5ob wird durch eine Differenzierschaltung differenziert, um ein differenziertes Ausgangssignal (Fig. 6A-5) zu erzeugen. Die positive Komponente dieses Ausgangssignals, die durch die ausgezogenen Linien gezeigt ist, wird der Torelektrode eines Feldeffekttransistors FET zugeführt, während das Ausgangssignal des ersten Begrenzers 5oa der Quellenelektrode des Feldeffekttransistors zugeführt wird. Zwischen die Quellenelektrode und die Torelektrode ist ein Vorspannwiderstand 53 geschaltet. Jedesmal, wenn das Hechteckswellenausgangssignal (Fig. 6A-3) ^aus dem ersten Begrenzer 5oa und
das positive differenzierte Ausgangssignal (Fig. 6A-5) gleichzeitig erscheinen, wird an der Senkenelektrode des Feldeffekttransistors 52 ein Impuls erzeugt. Diese Impulse werden in
einer Spannungsspeicherschaltung in Form eines Kondensators $k gespeichert, so daß eine stufenförmige ununterbrochene
Spannung (Fig. 6A-6) gebildet wird.

Parallel zum Kondensator ^k sind die Kollektorelektrode und
die Emitterelektrode eines npn-Schalttransistors 55 geschaltet, dessen Basiselektrode mit der Ausgangsklemme des Stromsteuerelementes 15 über eine in der gezeigten Weise gepolte
Wechselstromquelle 56 verbunden ist. Die nicht an Masse liegende Klemme des Kondensators 5^ ist mit einem nicht gezeigten Quellenschalter des Hochfrequenzoszillators 11 über eine Umkehrstufe 57 verbunden, üer Hochfrequenzoszillator 11 ist so gebaut, daß er schwingt, wenn das Ausgangssignal aus der

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-U-

Umkehrstufe 57 ¹¹I" ist, während keine Schwingungen erzeugt worden, wenn das Ausgangssignal der Umkehrstufe 57 "0" ist.

Das Stromsteuerelement 15 wird durch das Servosignal Ik gesteuert, das von der Servoschaltung 13 kommt, so daß sie die volle Spannung der Quelle 16 an ihrer Ausgangsklemme zum Zeitpunkt der Einleitung des Starts erzeugt. Nimmt man an, daß der Motor mit einer Drehzahl von 33 Upm im Normalbetrieb läuft, wird, wenn der Motor auf eine Drehzahl in der Näho von 33 Upm beschleunigt, eine vorher festgelegte Zeit nach dem Stnrt dio Ausgangsspannung des Stromsteuerelementes 15 auf einen Bruchteil der Ausgangsspannung zur Zeit des Startes reduziert. Aus diesem Grund ist die Spannung der Quelle 56 derart proportioniert, daß der Schalttransistor 55 im leitenden Zustand gehalten wird, bis das Ausgangssignal des Stromsteuerelementes 15 auf den Bruchteil reduziert ist, und daß der Transistor 55 ^z dieser Zeit ausgeschaltet wird. Da der Wert der Ausgangs« spannung von dem Stromsteuerelement 151 wenn der Motor im wesentlichen auf die normale Drehzahl nach dem Start beschleunigt, leicht vorher festgelegt werden kann, kann die Spannung der Quelle 56 ebenfalls festgelegt werden.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung arbeitet folgendermaßen: Während der Vorwärtsdrehung wird die Spannung am Kondensator 5^ im wesentlichen konstant gehalten, wie vorstehend boschrioben wurde, da der Schalttransistor 55 im leitenden Zustand gehalten ist, bis der Rotor auf eine Drehzahl in der Nähe der Normaldrehzahl beschleunigt. Die Umkehrstufe 57 erzeugt ein Ausgangssignal "1", so daß der Oszillator 11 weiter schwingt. Das Oszillationsausgangssignal des Oszillators sorgt für die Selbsterregung des Motors. Wenn der Motor die normale Drehzahl erreicht, wird der Schalttransistor 55 ausgeschaltet, so daß die Spannung am Kondensator 5^t der Umkehrstufe 57 zugeführt wird, wodurch diese zur Erzeugung eines Ausgangssignals "O¹! gebracht wird. Demzufolge ist die Oszillation am Oszillator 11 beendet.

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Wie aus Fig. 6a zu ersehen ist, kann ein Signal für die Vorwärtsdrehung festgestellt werden, wenn die Rechteckswelle (Fig. 6A-3),die von dem ersten Begrenzer 5oa erzeugt wird, und der positive Impuls (Fig. 6A-5), der von der Differenzierschaltung 5* erzeugt wird, gleichzeitig vorhundon Hind. Daraus ersieht man, daß entsprechende Begrenzer mit einer Ankerspule und mit einer weiteren Ankerspule verbunden werden können, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen positive Halbperioden um weniger als l8o° als die positiven Halbperioden des AusgangssignäIs der einen Ankerspule während der Vorwärtsdrehung nacheilen.

Wenn ein llückwärtsdrehmoinent an den Rotor durch eine äuiiore Kraft angelegt wird, eilen die positiven Halbperioden des Ausgangssignals der Ankerspule 3b (Fig. 6l3-2) um 12o° gegenüber den positiven Halbperioden des Ausgangssignals der Ankerspule 3^a (Fig. 6B-1) vor. Dementsprechend tritt der positive Impuls, der von der Differenzierschaltung 51 (Fig. 6B-5) erzeugt wird, während des Rechteckwellenausgangssignals, das von dem ersten Begrenzer 5°^a erzeugt wird, nicht auf, so daß der Kondensator 5k durch das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors 52 nicht go Laden wird. Dementsprechend erzeugt die Umkehrstufe ein Ausgangssignal von "1" und der Oszillator 11 schwingt weiter und führt ein Signal dein Verstärker 7 für die Drehung des Rotors in Vorwärtsrichtung zu. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Drehrichtung des Rotors festzustellen, es sei denn, daß zwei Ankerspulen, welche die Ausgangssignale erzeugen, verwendet werden, die in Phase oder in entgegengesetzter Phase liegen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen speziellen Ausführungsformen begrenzt. So ist beispielsweise die Anzahl der Phasen nicht auf drei festgelegt, außerdem können selbstverständlich andere Arten von Lagefeststelleinrichtungen verwendet werden.

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Claims

PATENTANS PRUC HE

/ 1. ISelbsterregender Gleichstrommotor mit einem Rotor, der —' eine Vielzahl von Magnetpolen in Form eines Permanentmagneten aufweist, mit einem Stator, der eine Violznhl von Magnetpolen hat, die jeweils mit Feldspulen und Ankerspulen umwickelt sind, mit Einrichtungen zum Feststellen der Startlage, die eine Vielzahl von Lagefeststellelementen zum Feststellen der Winkellage des Rotors aufweisen, um ein Lagesignal des Rotors zu erzeugen, und mit einer selbsterregenden Schaltung, welche Verstärkereinrichtungen zum Verstärken des Lagesignals und der elektromotorischen Kräfte hat, die in den Ankerspulen entsprechend der Drehung des Rotors induziert werden, wobei die verstärkte Leistung den Feldspulen zugeführt wird, so daß der Rotor kontinuierlich in Drehung versetzt wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen (25, 33» 5°> 511 52) zum Feststellen eines Signals, welches nur die Vorwärtsdrehung des Rotors (l) anzeigt, durch Einrichtungen zum Umsetzen des Ausgangssignals der Signalfeststelleinrichtungen in ein kontinuierliches Signal und durch Einrichtungen zum Zuführen des kontinuierlichen Signals zu der selbsterregenden Schaltung am Ende eines vorher festgelegten Zeitraums, der zu dem Zeitpunkt beginnt, an dem das die Vorwärtsdrehung anzeigende Signal festgestellt wird, wodurch ein selektiver Betrieb der selbsterregenden Schaltung bewirkt wird, so daß nur die in den Ankerspulen (3) induzierte Spannung verstärkt wird.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Feststellen eines nur die Vorwärtsdrehung anzeigenden Signals eine UND-Torschaltung (25) aufweisen, welche die Phasenkoinzidenz der positiven Halbperioden der Ausgangssignale von einem (6a) der

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Lagefeststellelemente und der positiven Halbperioden des Ausgangssignals von einer Ankerspule (3a) entsprechend dem einen Lagefeststellelement feststellt, daß die Einrichtungen zum Umsetzen des Ausgangssignals dor Signalfesfcstelleinrichtungen in ein kontinuierliche» Signal eine Glättungsschaltung (28) zum Glätten des Auhgangssignals-der UND-Torschaltung (25) aufweisen, und daß die Einrichtungen zum Bewirken des selektiven Betriebs eine Verzögerungsschaltung (29) zum Verzögern des Ausgangssignals aus der Glättungsschaltung (28) für den vorher festgelegten Zeitraum sowie Einrichtungen aufweisen, die auf das Ausgangssignal aus der Verzögerungstfcha L-tun.cc (29) ansprechen, um zu verhindern, daß die positiven Halbperioden der Ausgangssignale der Lagefeststellelemente verstärkt werden,und um die Zuführung der positiven Halbperioden zu der UND-Torschaltung (25) fortzusetzen.

3· Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verhindern der Verstärkung der positiven Halbperiodon dor Ausgangs signale dor Lagofeststo.iloiemente und zum Fortsetzen der Zuführung der positiven Halbperioden Eingangswiderstände (19) zum Zuführen der positiven Halbperioden der Ausgangssignale der jeweiligen Lagefeststellelemente (6) zum Eingang der Verstärkereinrichtungen über Dioden (2o), Einrichtungen zum Umgehen der positiven Halbperioden von den Verbindungsstellen zwischen den jeweiligen Eingangswiderständen (19) und den jeweiligen Dioden (2o) über eine Schaltung mit anderen Dioden (32) und einem Schaltelement (31)1 Einrichtungen, die auf das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (29) ansprechen, um das Schaltelement (31) in seinem leitenden Zustand zu halten, und Einrichtungen zum Zuführen des positiven Halbperiodenausgangssignals an der Verbindungsstelle zwischen einem (6a) der Lagefeststellelemente und einem (19) der Eingangswiderstände zu einem Eingang der UND-Torschaltung (25) über eine Diode (26) aufweisen.

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Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Feststellen eines Signals, welches nur die Vorwärtsdrehung des Rotors anzeigt, eine Feststellschaltung für die Vorwärtsdrehung, die auf die Ausgangsspannung der ersten (3a) der Ankerspulen und die Ausgangsspannung der zweiten (3b) der Ankerspulen anspricht, die um weniger als l8o elektrische Grade als die Ausgangsspannung der ersten Ankerspule nacheilt, um Ausgangsimpulse zu erzeugen, welche die Vorwärtsdrehung anzeigen, Einrichtungen (5^) zum Umsetzen dieser Ausgangsimpulse in ein kontinuierliches Signal und Einrichtungen zum Zuführen des kontinuierlichen Signals an die Feststelleinrichtungen für die Startlage aufweisen, um den Betrieb nach einer vorher festgelegten Zeitperiode zu beenden.

Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschaltung für die Vorwärtsdrehung einen ersten Begrenzer (5oa), der eine Rechteckswelle in Phasenkoinzidenz mit den positiven Halbperioden des AusgangsSignaIs der ersten Ankerspule (3^a) erzeugt, einen zweiten Begrenzer (5ob), der eine Rechteckswelle in Phasenkoinzidenz mit den positiven Halbperioden des Ausgangssignals der zwoiten Ankerspule (3b) erzeugt, eine Schaltung (5I) zum Differenzieren des AusgangssignaIs des zweiten Begrenzers und Einrichtungen (52) zum Erzeugen eines AusgangsLnpulses jedesmal dann, wenn der positive Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung und das Ausgangssignal des ersten Begrenzers gleichzeitig auftreten, aufweist.

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