-
Verfahren zur Ermittlung von Motorzeitverhalten Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Ermittlung der Zeit, die ein Motor unter verschiedenen Belastungsfällen
aus dem absoluten Stillstand des Rotors benötigt, um seine Nenndrehzahl zu erreichen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei Motoren mit verschiedenen
Drehzahlen angewandt, um die Zeitspanne festzustellen, die der Rotor aus dem Stillstand
bis zu jeder beliebigen Drehzahl benötigt. Ebenso ist es möglich, die Zeitspanne
zu ermitteln, die beispielsweise zwischen einer ersten und dritten Drehzahl, oder
zwischen einer zweiten und vierten Drehzahl liegt. Die Feststellung der Zeitspanne
ist aber auch dann möglich, wenn der Motor abgebremst wird, z.B. von der dritten
Drehzahl auf die erste usw.. Da das Verfahren nach der Erfindung rein digital arbeitet
und demzufolge der Genauigkeitsgrad sehr groß ist, kan es mit besonderem Vorteil
auch als digitale Motorsteuerung in Abhängigkeit von der Rotorgeschwindigkeit benutzt
werden. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, daß ein Impulsgeber verwendet wird,
der an seinen Ausgängen Vor- oder Rücklauf der Motorwelle erkennen kann, so daß
angezeigt wird, ob die Messung aus einer Vorlauf- oder Rücklaufbewegung der Motorwelle
erfolgt ist.
-
Zur Erfüllung derartiger Erfordernisse ist bisher nur die Einrichtung
mit einem Tachogenerator bekannt, mit dem es jedoch nur möglich ist, Signale zu
bekommen, wenn sich die Welle dreht. In vielen Fällen ist es aber erforderlich,
daß auch die Zeitverzögerung der Schaltmittel, z.B. Relais und
Schaltschütze
mitgemessen werden sollen. Mit einem Tachogenerator ist dies aber nicht möglich.
Ebenso ist es mit der bekannten Einrichtung nicht möglich, eine Unterscheidung von
hechts- oder Linkslauf des Motors zu treffen.
-
Infolge mit dieser Methode ermittelten Analoggrößen ist auch der Genauigkeitsgrad
nicht sehr groß.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der
erwähnten Nachteile ein universelles Meßverfahren zu konzipieren, das sowohl für
die Ermittlung von Motorzeitverhalten bei Motoren mit unterschiedlicher Belastung
wnd verschiedenen Drehzahlen, als auch für eine digitale Motorsteuerung anwendbar
ist.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die von einem auf-einer
Motorwelle angeordneten Impulsgeber erzeugten Impulse einem im Sampling-Betrieb
arbeitenden Zählspeicher zugeführt werden und innerhalb eines durch zwei Impulse
begrenzten Zeitblocks in ihm einen bestimmten Zustand erzeugen, derart, daß ein
Taktgeber nach Ablauf eines Zeitblocks die Veränderung im Zählspeicher aufhebt und
voreingestellte Programmdaten im Zähler einspeichert.
-
Wenn der Impulsgeber aufgrund seiner Geschwindigkeit in der Lage ist,
einen definierten Zustand z.B. Null zwischen zwei Taktimpulsen in Zählspeicher 3
zu erreichen, wird dies von der Auswertelogik 5 erkannt, die daraufhin einen Impuls
abgibt, der zum Stoppen einer Zeitmessung oder einer weiteren Motorsteuerung verwendet
werden kann.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 im Blockschaltbild die
einzelnen Bausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 die
an bestimmten Stellen des Blockschaltbildes nach a-e Fig. 1 auftretenden Signale.
-
Gemäß Fig. 1 ist mit der Motorwelle 1 ein Impulsgeber 2 direkt gekoppelt.
Dieser Impulsgeber gibt bei jeder Umdrehung der Motorwelle in beiden Drehrichtungen
eine bestimmte Anzahl von Impulsen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors ab.
Diese Impulse werden in einen Zählspeicher 3 eingespeist, der mit bestimmten Daten,
wie in Fig. 2a dargestellt, vorprogrammiert wird. Diese Daten werden durch einen
sogenannten Auffrischzyklus vom Taktgeber 4 in einstellbarer Zeit im Zählspeicher
3 gemäß den Signalformen in Fig. 2e und a erneuert. Die im Zählspeicher gespeicherten
Daten werden von den Geberimpulsen gemäß Fig.
-
2d verändert. Der Zählspeicher ist mit einer Auswertelogik 5 verbunden,
welche die Veränderung der gespeicherten Daten durch die Geberimpulse überwacht.
Sind die Geberimpulse, wie in Fig. 2d, e und c dargestellt, in der Lage innerhalb
des Auffrischzyklus die Speicherdaten auf einen bestimmten Zustand z.B. Null zu
bringen, so wird ein Signal gemäß Fig.
-
2c am Ausgang der Auswertelogik erzeugt. Durch diese Maßnahme wird
entweder eine Zeitzählung gestoppt, oder eine weitere Motorsteuerung 8 z.B. Schalten
auf eine andere Drehzahl veranlaßt. Aus welcher Drehrichtung die Messung erfolgt,
wird alphanumerisch durch Baustein 11 angezeigt.
-
Mit mehreren Programmierschaltern 6 wird in dem mehrdekadischen Zählspeicher
3 ein hoher Wert eingespeist. Bei Beginn der Drehung der Motorwelle 1 startet der
erste Impuls
des Impulsgebers 2 einen Zeitzähler 7. Die Impulse
des Impulsgebers 2 versuchen jetzt die Speicherdaten durch Subtraktion auf Null
zu bringen. Nach eingestellter Zykluszeit werden aber die an den Programmierschaltern
6 anstehenden Daten wieder in den Zählspeicher 3 eingespeichert. Erst wenn der Impulsgeber
2 an der Motorwelle 1 in der Lage ist innerhalb dieser Zykluszeit den Speicherwert
vergl. Fig. 2e, d, c auf Null zu bringen, ist eine bestimmte Motordrehzahl erreicht.
Dieser Zustand "Null" des Speicherinhaltes erzeugt am Ausgang der Auswertelogik
5 einen Impuls entsprechend Fig. 2c, der den Zeitzähler 7 stoppt, oder eine Motorsteuerung
aktiviert.
-
Als Startimpuls kann statt des ersten Geberimpulses auch ein Signal
von einem Schalter, Relais oder Schaltschütz 9 erfolgen, so daß auch die Verzögerung
dieser Bauelemente mitgemessen wird. Zu diesem Zweck wird der Wahlschalter 10 entsprechend
eingestellt.
-
Anhand eines Beispiels soll nun das Auffinden der einzuspeichernden
Daten rekonstruiert werden. Der Impulsgeber 2 gibt beispielsweise acht Impulse innerhalb
eines Zeitablaufes entsprechend der Fig. 2e und d ab, jedoch unter der Voraussetzung,
das dies im augenblicklichen Verfahrensablauf noch nicht bekannt ist. Vor Anlauf
des Motors wird an den Programmierschaltern 6 ein hoher Datenwert z.B. 100 eingestellt.
Diese Daten werden solange durch Verstellen verringert, bis der Zeitzähler 7 zum
ersten Mal gestoppt wird. Das ist in dem erwähnten Beispiel bei 008 der Fall.
-
Jetzt ist der Impulsgeber 2 mit seinen Impulsen in der Lage innerhalb
eines Zeitblockes entsprechend der Fig. 2e und d den Speicherzustand von 008 auf
Null zu verringern, so daß die Auswertelogik 5 ein Signal entsprechend Fig. 2c erzeugen
kann.
-
Außer den beschriebenen Messungen, ist es mit dem erfindungsgemäßen
Meßverfahren möglich, das Abbremsuerhalten von Motoren, z.B. mit verschiedenen Drehzahlen
wie eingangs erwähnt, von einer zweiten Drehzahl auf eine erste Drehzahl herab,
zu bestimmen. Hierzu werden die der ersten Drehzahl zugeordneten Daten nach dem
obengenannten Verfahren ermittelt. Hiernach wird der Motor auf die zweite Drehzahl
gebracht. Der Befehl zum Umschalten auf die erste Drehzahl durch ein Relais oder
Schaltschütz 9 startet den Zeitzähler 7. Die Auswertelogik 5 erkennt jetzt eine
größere Impulszahl des Impulsgebers 2, so daß am Ausgang ein Dauersignal ansteht.
Wenn der Motor auf die erste Drehzahl herabkommt, werden die Geberimpulse geringer
als die Programmdaten 6 für die erste Drehzahl. Hierdurch wird in der Auswertelogik
5 ein Signal erzeugt.