DE2558086C2 - Elektronische Steuerschaltung für die Versorgung von Mehrphasenlasten in Sternschaltung - Google Patents
Elektronische Steuerschaltung für die Versorgung von Mehrphasenlasten in SternschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerschaltung
für die Versorgung von Mehrphasenlasten in Sternschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine solche Schaltung ist aus der DE-AS 19 10 621 bekannt, bei der die beiden Gruppen der Schaltanordnungen
die Wirkung eines Differenzverstärkers erzeugen und die Kollektoren der Schalttransistoren zur
Schaltung der ersten und der zweiten Schaltanordnungen entsprechend den Basisspannungen Strom führen.
Hierbei ist es schwierig, die beiden Kollektorströme jo einander genau gleich zu machen. Sind die Kollektorströme
ungleich, fließt ein Strom entsprechend der Differenz der Kollektorströme zu den Basen der ersten
oder den Basen der zweiten Schaltungsanordnungen und sättigt diese. Hierdurch wird die Funktion des
Differenzverstärkers beeinträchtigt.
Aus der US-PS 32 73 046 ist weiterhin eine ähnliche elektronische Steuerschaltung bekannt, durch die
wahlweise und in Zeitfolgen ein Strom den Mehrphasenlasten zuführbar ist, wobei eine Stromableiteinrichtung
in Form einer Leitung vorgesehen ist. die den Strom von den Mehrphasenlasten über die zweiten
Schaltungsanordnungen ableitet.
Bei dieser bekannten elektronischen Steuerschaltung tritt z. B. in nachteiliger Weise eine teilweise Überlappung
zwischen aufeinanderfolgenden Stromflußzeiten auf, wenn stromführende Phasen geschaltet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektronischen Schaltung der eingangs genannten Art
eine Steuerung anzugeben, bei der sich Unsymmetrie zwischen zwei stromliefernden Einrichtungen vermeiden
lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 ergebenden
Maßnahmen gelöst.
Die Vorteile des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 werden darin gesehen, daß Unsymmetrie zwischen zwei
stromliefernden Einrichtungen ausgeschaltet wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.
In den Zeichnungen sind:
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten bürstenlosen GS-Motors;
Fig. 2(1) und 2(2) bekannte Schaltungen zum Gleichrichten und Glätten von entsprechend der
Drehstellung des Läufers modulierten Wechselsignalen; F i g. 3(1) die bekannte Sternschaltung einer Ständerwicklung;
F i g. 3(2) eine bekannte elektronische Steuerschaltung für die Versorgung von Mehrphasenlasten mit
Vollwellenströmen;
P i g. 4 diagrammartig die Wellenform der Stellungssignale und Durchschaltphasen der Mehrphasenlasten;
F i g. 5 eine bekannte Steuerschaltung für die Versorgung der Mehrphasenlasten mit Halbwellenströmen;
Fig. 6 eine bekannte Steuerschaltung für die Versorgung der Mehrphasenlasten mit Vollwellenströmen;
F i g. 7 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerschaltung für die Versorgung der Mehrphasenlastsn
mit Vollwellenströmen und
F i g. 8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerschaltung für die Versorgung der
Mehrphasenlasten mit Vollwellenströmen.
Die F i g. 1 zeigt einen typischen bürstenlosen GS-Motor, dessen Ständerwicklungen 2, 3 und 4 auf
Ständerpole auf der Innenseite eines Ständers 1 gewickelt sind. Die Ständerwicklungen »2, 3 und 4 sind
zu den Phasen (a), (b) und (c) sternverschaltet, wie in Fig· 3(1) gezeigt; der Sternpunkt ist dabei mit »5«
bezeichnet.
Ein Läufermagnet 6 dreht sich zusammen mit einem Verteiler 8 und ist gleichachsig mit einem auf dem
Ständer angeordneten Stellungsdetektorelement 7 angeordnet, um die Stellungserfassung durchzuführen.
Eine Primärwicklung P00 zum Induzieren eines Wechselsignals
in dem Verteiler 8 ist in der Nähe des Drehmittelpunktes des Verteilers 8 angeordnet.
Die Sekundärwicklungen Pu, P\b, Pi* /^tund /V sind
auf dem Stellungsdetektorelement 7 zur Stellungserfassung angeordnet und nehmen die Wechselsignale vom
Verteiler 8 entsprechend der Drehung des Läufers 6 auf. Die Hüllkurven der von den Sekundärwicklungen P\„ bis
Ρϊ€ aufgenommenen Wechselsignale werden von den in
Fig. 2 dargestellten Gleichricht- und Glättungsschaltungen abgeleitet.
In der Fig. 2 stellt »P„« jeweils eine der Sekundärwicklungen
P\3 bis P2c dar. Das induzierte Signal wird
von einer Diode 9 gleichgerichtet und dann mit einem Kondensator 10 und einem Widerstand 11 geglättet. Die
F i g. 4(1), (2), (3), (6), (7) und (8) zeigen Hüllkurven der Wechselsignale an den Sekundärwicklungen P\a, P\b, /Ίο
Pia, Pib bzw. P20 Es handelt sich um die Stellungserfassungssignale,
die bei Drehung des Läufers 6 im Motor hinter der Gleichricht- und Glättschaltung anstehen. Die
F i g. 4(1), (2) und (3) zeigen die Ausgangswellenformen der Schaltung der F i g. 2(1), die F i g. 4(6), (7) und (8) die
Ausgangswellenformen der Schaltung nach F i g. 2(2).
Fig.5 zeigt eine bekannte Steuerschaltung für die
Versorgung von Mehrphasenlasten mit Halbwellenströmen.
In F i g. 5 ist der Emitter von Schalttransistoren 51, 52 und 53 jeweils an den Kollektor eines Schalttransistors
54 und sind die Kollektoren der Schalttransistoren 51,52 und 53 an die dem Sternpunkt entgegengesetzten
Anschlüsse der Ständerphasenwicklungen (Phasen (a), (b) und (c)) gelegt. Der Sternpunkt 5 der Sternschaltung
liegt an einer Klemme 12 einer zweiten Spannungsquelle, der Emitter des Schalttransistors 54 über einen
Widerstand 55 an einer Klemme 13 einer ersten Spannungsquelle. Wird eine Befehlsspannung an die
Basis des Schalttransistors 54 gelegt, werden die Emitter der Schalttransistoren 51,52 und 53 vom Kollektor des
Schalttransistors 54 her mit einem von der Spannung
bestimmten Strom beaufschlagt.
Der Kollektor des Schalttransistors 54 stellt einen hohen Ausgangswiderstand dar. Werden die in den
Fig.4(1), (2) und (3) gezeigten Signale gemeinsam mit
einer geeigneten Gleichvorspannung an die Basen der Schalttransistoren 51, 52 und 53 gelegt, so schaltet nur
derjenige der Schalttransistoren 51,52 und 53 durch, der von diesen das höchste Basispotential aufweist; nur
dieser zeigt einen Basisstromfluß.
Das Emitterpotential folgt dem Basispotential des Schalttransistors, der den Basisstrom führt, und zwar um
die Spannungsdifferenz Vbe (Vbe= Spannungsabfall
zwischen Basis und Emitter). Folglich sinkt die Basisemitterspannung derjenigen Schalttransistoren,
die keinen Basisstrom führen, und diese werden daher weit in den Sperrzustand gesteuert. Folglich nimmt
allein der durchschallende Schalttransistor einen vollständig leitenden Zustand ein.
Beim Übergang des Einschaltzustandes von einem der Schalttransistoren 51, 52 und 53 auf den nächsten
wird während einer bestimmten Zeitspanne das Basispotential dieser beiden kommutierten Schalttransistoren
gleich. Dann sind beide Schalttransistoren leitend, und die Summe ihrer Kollektorströme ist gleich
dem Kollektorstrom des einzigen Schalttransistors, der vollständig durchgeschaltet ist.
Bei der Schaltung der F i g. 5 handelt es sich daher um eine Differenzschaltung, bei der die Umschaltung
zwischen den beiden Schalttransistoren allmählich entsprechend der Änderung der Basisspannungen der
beiden Schalttransistoren erfolgt.
F i g. 4(4) zeigt alle Basisspannungen der Schalttransistoren
51. 52 und 53, die Fig.4(5) die Zeitspannen, in
denen diese Schalttransistoren sich im Leitzustand befinden, wobei A, B und C die Stromflußphasen der
Schalttransistoren 51, 52 und 53 im Durchschaltzustand bezeichnen. Wird diese Differenzschaltung eingeschaltet,
so läßt sich eine ausgezeichnete Schaltfunktion erreichen, bei der keine Überlappungen auftreten.
Weiterhin tritt, wenn keiner der Schalttransistoren durchgeschaltel ist. keine tote Zone auf.
Handelt es sich bei den Mehrphasenlasten (a),(b) und (c) also um die eines Elektromotors, ermöglicht die oben
beschriebene Differenzverstärkerschaltung ein einwandfreies Anlaufverhalten des Motors sowie geringstmögliche
Schwankungen des erzeugten Drehmoments und der Drehgeschwindigkeit. Gemäß dem ausgeführten
Beispiel erfolgt die Stellungsermittlung unter Ausnutzung der Änderung des Modulationsgrades von
Wechselsignalen. Es ist jedoch bekannt, daß sich entsprechende Ergebnisse erzielen lassen, wenn als
s'ellungserfassendes Element eine Hallsonde, ein magnetisches Widerstandselement, ein photoleitendes
Element oder eine Photozelle eingesetzt wird.
Ein von Vollwellenströmen angetriebener bekannter Motor soll im weiteren beschrieben werden. Wie aus
Fig.3(2) hervorgeht, sind die dem Sternpunkt 5
entgegengesetzten Anschlüsse sternverschalteter Mehrphasenlasten (a), (b) und (c) über Schalter Si» Su,
und Sie an der ersten Spannungsklemme 13 und über
Schalter Sb*, £2* und Sie an der zweiten Spannungsklemme
12 angelegt Bei Einsatz dieser Schaltung der F i g. 3(2) läßt sich eine Gmppe von Stellungssignale
erreichen, wie sie in den F i g. 4(6), (7) und (8) dargestellt sind.
Es werden zwei Differenzverstärker von den beiden Gruppen der Stellungssignale angesteuert, wobei die in
Fi g. 4(5) und 4(10) gezeigten Stromflußzeiten erhalten werden. Die Fig.4(9) zeigt sämtliche Potentiale der
F i g. 4(6), (7) und (8). In der F i g. 4(5) stellen A, B und C
die Stromflußzeiten der Lasten (a), (b) bzw. (c) dar. In der F i g. 4(10) bezeichnen A, Bund Cdie gegenphasigen
Stromflußzeiten der Lasten (a), (b) und (c).
Die Stromflußzeiten werden in Zeitfolge von
B A-A Ü"-C· B- -ß -Λ-Λ ■ C-* C- B...
ίο usw. geschaltet. Die Schalter S,a und S2b, Su und S2c
sowie Si6 und S2o Su, und S2a, Sk· und S20 sowie Stc
und S^b der F i g. 3(2) werden in Zeitfolge geschlossen.
Sind der Läufermagnet 6 und der Verteiler 8 des Stellungsdetektors relativ zueinander auf geeignete
Weise angeordnet und hat der Magnetfluß des Läufermagneten 6 einen wirksamen Einfluß auf den
Ständerstrom, so dreht der Läufer 6 kontinuierlich durch.
Die Fig.6 zeigt eine Schaltung, in der die Differenzschaltung der F i g. 5 auf die Schaltung der
F i g. 3 angewendet ist. Wie in F i g. 6 dargestellt, ist eine Anzahl erster Schalttransistoren 61, 62 und 63 mit den
Emittern an den Kollektor eines Schalttransistors 64 und auch mit ihren Kollektoren an die sternverschalteten
Ständerwicklungen (a), (b) und (c) gelegt, wie dargestellt. Der Emitter des Schalttransistors 64 liegt
über einem Widerstand 65 an der ersten Spannungsklemme 13. Eine Anzahl zweiter Schalttransistoren 66,
67 und 68 ist mit ihren Emittern an den Kollektor eines Schalttransistors 69 und mit ihren Kollektoren an die
sternverschalteten Ständerwicklungen (a), (b) und (c) gelegt. Der Emitter des Schalttransistors 69 liegt über
einem Widerstand 70 an der zweiten Spannungsklemme 12.
Entsprechend den Basisspannungen der Schalttransistoren
64 und 69 werden den Kollektoren der Schalttransistoren 64, 69 Ströme eingeprägt. An den
Basen der ersten Transistoren 61,62 und 63 stehen die in den F ig. 4(1), (2) und (3) gezeigten Potentiale
zusammen mit geeigneten Gleichvorspannungen, desgleichen an den Basen der zweiten Transistoren 66, 67
und 68 die in F i g. 4(6), (7) und (8) gezeigten Potentiale gemeinsam mit geeigneten Gleichvorspannungen.
Diese beiden Gruppen von Schalttransistoren erzeugen die Wirkung eines Differenzverstärkers in gleicher Weise, wie sie in bezug auf F i g. 5 erläutert wurde. Entsprechend den Basisspannungen der Schalttransistoren 64,69 führen deren Kollektoren Strom. Es ist jedoch äußerst schwierig, diese beiden Kollektorströme einander genau gleich zu machen. Unterscheiden sie sich, fließt ein Strom entsprechend der Differenz zwischen den beiden Küllektorsirörnen zu den Basen der ersten Schalttransistoren 61, 62 und 63 oder den Basen der zweiten Schalttransistoren 66, 67 und 68 und sättigt diese, was die Funktion dieser Differenzverstärkerstufen beeinträchtigt.
Diese beiden Gruppen von Schalttransistoren erzeugen die Wirkung eines Differenzverstärkers in gleicher Weise, wie sie in bezug auf F i g. 5 erläutert wurde. Entsprechend den Basisspannungen der Schalttransistoren 64,69 führen deren Kollektoren Strom. Es ist jedoch äußerst schwierig, diese beiden Kollektorströme einander genau gleich zu machen. Unterscheiden sie sich, fließt ein Strom entsprechend der Differenz zwischen den beiden Küllektorsirörnen zu den Basen der ersten Schalttransistoren 61, 62 und 63 oder den Basen der zweiten Schalttransistoren 66, 67 und 68 und sättigt diese, was die Funktion dieser Differenzverstärkerstufen beeinträchtigt.
Beispielsweise tritt eine teilweise Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Stromflußzeiten auf,
wenn stromführende Phasen geschaltet werden. Handelt
es sich bei den Mehrphasenlasten um die eins Elektromotors, werden die Motoreigenschaften durch
das Fehlverhalten der Differenzverstärkerschaltung beeinträchtigt.
Aus Fig.7 geht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Steuerschaltung für die Versorgung von Mehrphasenlasten in Sternschaltung mit Vollwellenströmen
hervor. Die Anordnung einer Anzahl erster und einer Anzahl zweiter Schaltanordnungen 161,162,163
bzw. 166, 167, 168 in Form von Schalttransistorcn. eines
lastsiromlicfernden und eines weiteren Sehalitransistors
164 und 169 sowie von Widerständen 165 und 170
entspricht der Anordnung der Anzahl der ersten vrh;ilt transistoren 61,62 und 63. der Anzahl der zweiten
Schaltransistoren 66,67 und 68, der weiteren Schalttransistoi
en 65 und 69 und der Widerstände 65 und 70
gemäß Γ i g. b. Der Schalttransislor 169 bildet zusammen
mit dem Widerstand 170 eine Abteileinrichtung
169,170 für den Lustslrom.
Weiterhin sind ein Spannungsdeiekior 171 und ein
.Schalttransistor 172 mit den Emittern über einen Widerstand 174 an die Klemme 13 einer ersten
Spannungsquelle und der Kollektor des Spannungsdctcktors
!7! über einen Widerstand 173 an die Klemme
12 einer zweiten Spannungsquelle gelegt. Der Kollektor
■.!es Schalttransistors 172 liegt an der Basis des
Schalttransistors 169.
Die Basisspannung bildet das Ausgangssignal des Spannungsdetektors 171. Die Basis des Spannungsdetektors
171 ist an den Sternpunkt 5 der sternverschalteten Ständerwicklungen gelegt, die Basis des Schalttransislors
172 an einen gemeinsamen Anschluß 177 von Widerstanden 175 und 176 die in Reihe zwischen den
Klemmen 12 und 13 liegen und deren Spannungsdifferenz teilen: ti. h. der gemeinsame Anschluß 177 stellt
einen Spannungsteiler-Abgriff dar und die an letzterem liegende Spannung bildet eine Bezugsspannung.
Die durch die Ständerwicklungen fließenden Ströme werden von der Basisspannung des lastsiromliefernden
Schalttransistors 164 bestimmt. Wenn die durch die Standerwickluiigen fließenden Ströme idealerweise mit
VoHweüensignalen im Differenzbetrieb erregt werden.
um eine teilweise Überlappung aufeinanderfolgender Stromflußzeiten zu vermeiden, und auch die Mehrphasenlasten
symmetrisch angeordnet werden, ändert sich das Potential am Sternpunkt 5 zeillich nicht.
Tritt jedoch eine Differenz zwischen dem vom Sdialttransistor 169 bestimmten Kollektorstrom auf.
überlappen sich die Zeiten, in denen zwei aufeinanderfolgende der Lasten Strom führen. In diesem FaIi tritt
am Sternpunkt 5 eine Potentialänderung auf. Um diesen unerwünschten Betriebszustand zu vermeiden, wird bei
der erlindungsgemäßen Steuerschaltung das Potential um Siernpunkt 5 mit dem Potential am Spannungsteiler-Abgriff
177 verglichen. Das Vergleichssignal wird von dem einen ersten Komparator 171, 172 bildenden
Spannungsdetektor 171 und Schalttransistor 172 verstärkt und steuert dann den Basis- bzw. Kollektorstrom
des weiteren Schalttransistors 169 derart, daß das Potential des Sternpunktes 5 gleich dem Potential am
Spannungsteiler-Abgriff wird. Auf diese Weise läßt sich
eine vorzügliche Differenzverstärkerschaltung erreichen. Der erste Komparator 171, 172 wirkt mit einem
aus den Schalttransistoren 172, 169 gebildeten ersten Rückkopplungsverstärker zusammen.
Die F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Steuerschaltung.
Dort sind erste Laststromverstärker 361, 362 und 363 jeweils zwischen den dem Sternpunkt 5 der Sternschaltung entgegengesetzten Anschlüssen der sternverschalteten Ständerwicklungen (z. B. Phasen (a), (b) und (c)
eines 3-Phasen-Motors) und den ersten Schaltanordnungen 261, 262 und 263 vorgesehen, die von Schalttransi-.storen gebildet werden.
Weiterhin liegen die ersten Laststromverstärker 361, 362 und 363 in Form von Schalttransistoren jeweils an
der Klemme 23 der ersten Spannungsquelle. Eine
Anzahl /weiter l.aststromveistärkcr 366, 367 und 368 in
Form von Schaltuansistoren ist vorgesehen, die jeweils
zwischen den dem Sternpunkt 5 entgegengesetzten Anschlüssen der sternverschalteten .Ständerwicklungen
(Phasen (a), fb) und (c)) und den zweiten Schaltanordnungen 266, 267 und 268 in Form von Schalttransistorcn
geschaltet sind. Weiterhin liegen sie über einen stromerfassenden Widersland 301 an der Klemme 22
der zweiten Spannlingsquelle.
Der Kollektor eines laststromliefernden Schalttransistors 264 liegt am Emitter jedes der ersten Schaltungsanordnungen 261, 262 und 263, seine Basis am Ausgang
eines zweiten Komparators 302. Der Emitter des laslstromführenden Schalttransistors 264 ist über einen
Widerstand 265 an die Klemme 22 der zweiten Spannungsquelle gelegt. Der invertierende Eingang des
zweiten Komparators 302 ist mit dem gemeinsamen Emitteranschluß der zweiten Laststromverstärkern 366,
367 und 368 verbunden. Am nichtinvertierenden Eingangsanschluß 303 liegt ein Strombefehlssignal
(Spannung). Der Schalttransistor 264 bildet zusammen mit dem Widerstand 265 eine Ableiteinrichtung 264, 265
für den Laststrom.
Ein Schalttransistor 269 ist mit seinem Emitter über einen Widerstand 270 an die Klemme 23 der ersten
Spannungsquelle und mit seiner Basis an den Kollektor eines Spannungsdetektors 271 gelegt. Der Spannungsdetektor 271 und der Schalttransistor 272 liegen mit
ihren Emittern jeweils über einem Widerstand 274 an der Klemme 22 der zweiten Spannungsquelle und der
Kollektor des Schalltransistors 272 liegt über einem Widerstand 273 an der Klemme 23.
Die Basis des Spannungsdetektors 271 ist mit dem Sternpunkl 5 der sternverschalteten Sländerwicklungen
verbunden und die Basisspannung bildet das Ausgangssignal des Spannungsdetektors 271. Zwischen den
Klemmen der ersten und der zweiten Spannungsquelle liegen reiherigeschaltete Widerstände 275, 276. Ihr
gemeinsamer Anschluß 277 stellt einen Spannungsteiler-Abgriff
dar, an dem die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannunssqucllen liegt. Die
Spannung am SpanniingMeiler-Abgriif 277 stellt eine
Bezugsspannur.g dar.
Der Schalttransistor 272 ist an den Spannungsteiler-Abgriff
277 geschaltet. Mit der Ausführung der erfindungsgemäßen Steuerschaltung nach F i g. 8 wird
das gleiche Ziel wie mit der Ausführungsform nach Fig. 7 erreicht, jedoch mit dem weiteren Vorteil, daß
,ic Lasten nicht unmittelbar von den Schaittransistoren
ti er Differenzverstärkung angesteuert werden und die
Spannungen der Spannungsquellen sich wirkungsvoll in den Lasten des Motors ausnutzen lassen. Der Spannungsdetektor
271 und der Schalttransistor 272 bilden entsprechend der Ausführungsform der Schaltung nach
Fig.7 den ersten Komparator, der mit dem ersten
Rückkopplungsverstärker zusammenwirkt
Die ersten Schaltanordnungen 261, 262 und 263, der zweite Rückkopplungsverstärker 264, die zweiten
Schaltanordnungen 266,267 und 268 und der Schalttransistor 269 arbeiten als Differenzverstärker entsprechend den ersten Schaltanordnungen 161, 162 und 163,
dem laststromliefernden Schalttransistor 164. den zweiten Schaltanordnungen 166, 167 und 168 und der
Ableiteinrichtung für den Rückkopplungsstrom gemäß Fig.7.
Die durch die entsprechenden Ständerwicklungen fließenden Ströme unterscheiden sich, wenn die ersten
oder zweiten Laststromverstärker gemäß F i g. 8 unter-
schicdliche Stromverstiirkungsfakioren haben.
Der zweite Komparator 302 beeinflui3t das Ungleichgewicht
/wischen den Strömen der ersten oder /weiten Laststromverstärker positiv. Die Spannung an einem
Laststromdetektor 301 und die Bcfchlsspannung am
nichlinvertierenden Eingang 303 des zweiten Komparators 302 werden verglichen und verstärkt. Die so
erhaltene Spannung wird an den zweiten Rückkopplungsverstärker
gelegt.
Es ist somit eine Rückkopplung gegeben, durch die sich den Ständerwicklungen Ströme entsprechend dem
Potential am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers aufprägen lassen, die nicht von den Unterschieden
der Stromverstärkungsfaktoren der ersten oder zweiten Laststromverstärker 361,362 und 363 oder 366, 367 und
368 beeinträchtigt werden.
Bei dieser Ausfiihrungsform läßt sich der Strom des Schalttransistors 269 auch mit den Schalttransistoren
27t und 272 derart steuern, daß das Potential am Sternpunkt 5 der Sternschaltung gleich dem Potential
am Spannungsteiler-Abgriff 277 ist.
Die ersten und zweiten Laststromverstärker gemäß Fig. 8 sind daher in der Lage, mit Vollwellenströmen
für einen ausgezeichneten Differenzverstärkerbetrieb zu sorgen. Diese Funktion entspricht der im Zusammenhang
mit der Ausführungsform der Fig. 7 beschriebenen.
Mit der erfindungsgemäßen Steuerschaltung lassen sich die Mehrphasenlasten in Sternschaltung derart mit
Vollwellenströmen versorgen, daß das Potential am Sternpunkt 5 der Sternschaltung konstant bleibt und die
Ströme durch die entsprechenden Mehrphasenlasten gut ausgeglichen sind.
Folglich ist erfindungsgemäß eine ausgezeichnete Differenzverstärkeriunktion crzielbar.
Die erfindungsgemäße Steuerschaltung ist am Beispiel eines bürstenlosen GS-Motors beschrieben worden,
wobei in einem bestimmten Augenblick nur eine der Anzahl ersten bzw. /weiten Schaltanordnungen
schließt.
F.s lassen sich aber auch mehrere Schalter der ersten
bzw. der /weiten Schaltanordnungen in den Schlicß/.ustand bringen.
In einem solchen Fall wird der mittels des Befchlssignals von dem laststromliefernden Schalttransistor
eingeprägte Strom von der Ableiteinrichtung für den Rückkopplungsstrom abgeleitet, und zwar unabhängig
von der Betriebsart der Schaltanordnung. Folglich lassen sich die erste und die zweite Schaltanordnung
mit einem Zeitgeber allgemein betreiben.
Obgleich weiterhin der Laststromdetektor 301 zwischen der Anzahl der ersten Laststromverstärker
361, 362, 363 gemäß F i g. 8 angeordnet ist, kann er auch zwischen die zweiten Laststromverstärker 366,367,368
vorgesehen werden.
Die Verrtärker, die die zweiten Schaltanordnungen 166, 167 und 168 bzw. 266, 267 und 268 sowie die ersten
Schaltanordnungen 261, 262 und 263 an deren Emittern ansteuern, brauchen auch nicht unbedingt einen hohen
Ausgangswiderstand zu haben wie die Kollektoren der Schalttransistoren 169, 269 und 264, um die Differenzfunktion
zu erreichen, und zwar infolge des Rückkopplungsverstärkers. Jedoch ist für die Verstärker, die die
ersten Schaltanordnungen 161, 162 und 163 an deren Emittern ansteuern, ein hoher Ausgangswiderstand
erwünscht, um den Differenzbetrieb zu erreichen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Elektronische Steuerschaltung für die Versorgung von Mehrphasenlasten in Sternschaltung mit
Vollwellenströmen, die eine Anzahl erster und einer Anzahl zweiter Schaltanordnungen in Form von
Schalttransistoren aufweist, wobei die Anzahl der Schaltanordnungen mit der Phasenzahl der Mehrphasenlasten
jeweils übereinstimmt und die Emitter- iο Kollektorzweige der Schalttransistoren durch von
ihren Basen gelieferte Schaltsignale Ströme aus- und einschalten und jeweils ein dem Stenipunkt der
Sternschaltung entgegengesetzter Anschluß jeder Last an eine Last aus der Anzahl der ersten und eine
Last aus der Anzahl der zweiten Schaltanordnungen geschaltet ist, und mit einem Zeitgeber, der mit der
Anzahl der ersten und der Anzahl der zweiten Schaltanordnungen verbunden ist, der eine zeitverschobene
Signalwelle an die Basiselektroden der Schalttransistoren zur Schaltung der ersten und der
zweiten Schaltungsanordnungen derart liefert, daß ein Schalttransistor aus der Anzahl der ersten
Schaltanordnungen und ein Schalttransistor der Anzahl der zweiten Schaltanordnungen zu irgendeinem
Zeitpunkt wählbar ist, gekennzeichnet durch
a) einen Spannungsteiler-Abgriff (177) für ein Bezugssignal, jo
b) einen die Spannung am Sternpunkt (5) abnehmenden Spannungsdetektor (171),
c) einen an den Spannungsteiler-Abgriff (177) angeschlossenen Schalttransistor (172) als ersten
Komparator(171,172) und
d) die Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgang des Spannungsdetektors (171) und dem Spannungsleiter-Abgriff
(177) liefernden über dem Schalttransistor (172) mit einem weiteren Schalttransistor (169) gebildeten Rückkopplungsverstärker(172,169),
e) durch einen laststromliefernden Schalttransistor (164), der an die ersten Schaltanordnungen
(161,162,163) angeschlossen ist und über diese in von den Schaltsignalen ausgewählter Folge
entsprechend einem Befehlssignal Strom an die Mehrphasenlasten liefert und
f) durch eine aus dem Schalttransistor (169) und einem Widerstand (170) gebildete Ableiteinrichtung
(169, 170) für den Rückkopplungsstrom, die an den Rückkopplungsverstärker (172, 169)
und die zweite Schaltanordnung (166,167, 168) angeschlossen ist, wobei
g) die Ableiteinrichtung (169,170) den Strom über die zweiten Schaltanordnungen (166, 167, 168)
in von den Schaltsignalen ausgewählter Folge von dem Mehrphasenlasten zwecks angenäherter
Spannungskonstanz am Sternpunkt (5) unabhängig von der Betriebsweise des Zeitgebers
ableitet (F ig. 7).
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle
(Klemmen 12,13), die an die ersten Schaltanordnungen (161, 162, 163) gelegt ist, einen hohen Ausgangswiderstand
aufweist.
3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) zusätzlich erste Laststromverstärker (361, 362, 363) jeweils zwischen den ersten Schaltanordnungen
(261,262,263) und den dem Sternpunkt (5) der Sternschaltung entgegengesetzten Anschlüssen
vorgesehen sind, die den von dem laststromliefernden Schalttransistor (264) über
die ersten Schaltanordnungen (261, 262, 263) gelieferten Strom verstärken und den Ausgangsstrom
auf die Mehrphasenlasten geben, und daß
b) eine Anzahl zweiter Laststromverteiler (366, 367,368) jeweils zwischen den zweiten Schaltanordnungen
(266, 267, 268) und den dem Sternpunkt der Sternschaltung entgegengesetzten Anschlüssen der Sternschaltung eingefügt
sind, die den von der Ableiteinrichtung (269, 270) für den Rückkopplungsstrom über die
zweiten Schaltanordnungen (266, 267, 268) abgeleiteten Strom verstärken und den Ausgangsstrom
von den Mehrphasenlasten ableiten (F ig. 8).
4. Elektronische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
a) der laststromliefemde Schalttransistor (264,) einen zweiten Komparator (302). einen an den
zweiten Komparator (302) und die ersten Schaltanordnungen (261, 262, 263) angeschlossenen
zweiten Rückkopplungsverstärker (264), der das Ausgangssignal des zweiten Komparators
(302) verstärkt und den Strom über die ersten Schaltanordnungen (261,262,263) auf die
Mehrphasenlasten gibt, und
b) einen Laststromdetektor (301) aufweist, der zwischen die Anzahl von zweiten Laststromverstärkern
(366, 367, 368) und den zweiten Komparator (302) eingefügt ist und den
Gesamtstrom in den Mehrphasenlasten erfaßt, wobei
c) der zweite Komparator (302) ein Ausgangssignal gleich der Differenz zwischen dem
Ausgangssignal des Laststromdetektors (301) und dem Befehlssignal für eine dem Befehlssignal
entsprechende Stromzuführung (261, 262, 263) an die Mehrphasenlasten liefert.
5. Elektronische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
a) der laststromliefemde Schalttransistor (264) einen zweiten Komparator (302),
b) einen zweiten an den zweiten Komparator (302) und die ersten Schaltanordnungen (261, 262,
263) angeschlossenen Rückkopplungsverstärker (264), der das Ausgangssignal des zweiten
Komparators (302) verstärkt und den Strom über die ersten Schaltanordnungen (261, 262,
263) auf die Mehrphasenlasten gibt, und
c) einen Laststromdetektor (301) zwischen der Anzahl erster Laststromverstärker (361, 362,
363) und dem zweiten Komparator (302) aufweist der den Gesamtstrom der Mehrphasenlasten
ermittelt, wobei
d) der zweite Komparator (302) ein Ausgangssignal gleich der Differenz zwischen dem
Ausgangssignal des Laststromdetektors (301) und dem Befehlssignal für eine dem Befehlssignal
entsprechende Stromzuführung über die
ersten Schaltanordnungen (261,262,263) an die
Mehrphasenlasten liefert.
6. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgabesignalgenerator
Signale derart erzeugt, daß jeweils nur eine aus der Anzahl von ersten üchaltanordnungen
(261, 262, 263) und nur eine aus der Anzahl der zweiten Schaltanordnungen (266, 267, 268) durchgeschaltet
sind.
7. Llektronische Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrphasenlasten die Phasenwicklungen eines Elektromotors sind und
der Zeitgabesignalgenerator das Kommutierungssystem des Elektromotors ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14707474A JPS556938B2 (de) | 1974-12-20 | 1974-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2558086A1 DE2558086A1 (de) | 1976-07-01 |
| DE2558086C2 true DE2558086C2 (de) | 1982-04-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (7)
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| JP (1) | JPS556938B2 (de) |
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| DE (1) | DE2558086C2 (de) |
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| NL (1) | NL7514871A (de) |
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- 1975-12-19 NL NL7514871A patent/NL7514871A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-12-19 FR FR7539104A patent/FR2295621A1/fr active Granted
- 1975-12-19 DE DE2558086A patent/DE2558086C2/de not_active Expired
- 1975-12-22 GB GB52456/75A patent/GB1519990A/en not_active Expired
Also Published As
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