DE2716670A1

DE2716670A1 - Schaltungsanordnung zur verarbeitung von wechselstromausgangssignalen eines tachogenerators

Info

Publication number: DE2716670A1
Application number: DE19772716670
Authority: DE
Inventors: Desmond Ross Armstrong
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-04-27
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1977-11-10
Also published as: CA1098604A; FR2349872A1; FR2349872B1; US4117384A; JPS52132881A; IT1073218B; GB1510943A; JPS5911272B2

Description

PUB 32547

, ....... , 11.3.1977

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S. V Philips' GloRiiampenfabiteke· 2716670

"Schaltungsanordnung zur Verarbeitung von Wechselstromausgangssignalen eines Tachogenerators"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung des Wechselstromausgangssignals eines Tachogenerators, dessen Frequenz der Geschwindigkeit eines Rotors des Tachogenerators proportional ist. Auch bezieht sich die Erfindung auf ein eine solche Schaltung enthaltendes Motorgeschwindig-

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keitsregelsystem, z.B. zur Anwendung in einer Haushaltwaschmaschine.

Tachogeneratoren liefern ein Wechselstromausgangssignal, dessen Amplitude von der Geschwindigkeit eines Rotors des Tachogenerators abhängt und dessen Frequenz dieser Geschwindigkeit proportional ist. Es sind Schaltungen bekannt, bei denen das Ausgangssignal des Tachogenerators derart gleichgerichtet und geglättet wird, dass ein Gleichstromausgangssignal erhalten wird, das von der Amplitude des Ausgangssignals des Tachogenerators abhängig ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung anzugeben, in der eine Spannung erzeugt wird, die von der Frequenz des Ausgangssignals des Tachogenerators abhängig, aber nahezu nicht von der Amplitude des Ausgangssignals des Tachogenerators abhängig ist.

Nach der Erfindung ist eine Schaltung zur

Verarbeitung des Wechselstromausgangssignals eines Tachogenerators, dessen Frequenz der Geschwindigkeit eines Rotors des Tachogenerators proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaltung enthält: eine Spannungspegeldetektionsanordnung, die auf das genannte Wechselstromausgangssignal anspricht; eine erste Gatterschaltung, die auf mindestens ein Ausgangssignal der Detektionsanordnung anspricht, derart, dass Tastimpulse erzeugt werden, deren Dauer der Drehgeschwindig-

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keit umgekehrt proportional ist; eine zweite Gatterschaltung, die auf ein Ausgangssignal der Detektionsanordnung und auf ein Ausgangssignal der ersten Gatterschaltung anspricht, derart, dass ein Rücksetzimpuls nach einer Abtastperiode in dem Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen erzeugt wird, sowie einen Spannungsgenerator, der auf jeden Rücksetzimpuls derart anspricht, dass ein vorbestimmter Ausgangspegel erzeugt wird, und der auf jeden Tastimpuls derart anspricht, dass dieser Ausgangspegel mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit während der Dauer dieses Tastimpulses rampenartig geändert wird, wodurch der Ausgangspegel des Spannungsgenerators während jeder Abtastperiode eine vorbestimmte Funktion der Drehgeschwindigkeit ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung spricht die Detektionsanordnung auf einen ersten und einen zweiten Spannungspegel des genannten Vechselstromsignals entgegengesetzter Polarität an, um ein entsprechendes erstes bzw. zweites Ausgangssignal zu erhalten, während die erste Gatterschaltung ein JK-Flip flop ist, das eine bistabile Meisterschaltung, die von dem genannten ersten Ausgangssignal der Detektionsanordnung getaktet wird, und eine bistabile Sklaveηschaltung enthält, die von dem genannten zweiten Ausgangssignal der

Detektionsanordnung getaktet wird.

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Die obengenannte bevorzugte Ausführungs-

form weist den Vorteil auf, dass eine sehr hohe Immunität in bezug auf Rauschen im Ausgangssignal des Tachogenerators erhalten wird, das den ersten und den zweiten Spannungspegel nicht überschreitet.

Es sind Schaltungen zur Regelung der Geschwindigkeit eines Elektromotors bekannt, wobei der Motor mit einem Tachogenerator gekoppelt ist, der ein Wechselstromausgangssignal liefert, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit proportional ist, wobei diese Schaltungen enthalten: einen gesteuerten Feststoffschalter, der derart mit dem Motor in Reihe angeordnet ist, dass Energie in Form eines Impulses bei eingeschaltetem Schalter dem Motor zugeführt wird; Mittel zur Erzeugung einer Bezugsspannung, wobei die Dauer, während deren der Schalter eingeschaltet ist, von der genannten Bezugsspannung abhängt, sowie eine Rückkopplungsanordnung, mit deren Hilfe die genannte Bezugsspannung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des

Ϊ0 Tachogenerators geändert werden kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine obenbeschriebene erfindungsgemässe Schaltung zur Verarbeitung des Wechselstromausgangssignals eines Tachogenerators in die Rücckopplungsan-Ordnung einer Schaltung zur Steuerung der Geschwindig—

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keit eines Elektromotors der eben beschriebenen Art aufgenommen und kann mit der Rückkopplungsanordnung ausserdem die genannte Bezugsspannung in Abhängigkeit von dem Ausgangspegel des Spannungsgenerators während jeder Abtastperiode geändert werden.

Die grosse Unabhängigkeit des Ausgangspegels des Spannungsgenerators der Tachogeneratorverarbeitungsschaltung von der Amplitude des Ausgangssignals des Tachogenerators und die mit der Tachogeneratorschaltung erhaltene Pufferwirkung sind besonders vorteilhaft in einem Motorgeschwindigkeitsregelsystem, z.B. zur Anwendung in Haushaltwaschmaschinen, weil damit eine sehr genaue Rückkopplungsinformation von einem verhältnismässig einfachen und daher preiswerten Tachogenerator erhalten werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform

eines Motorgeschwindigkeitsregelsystems gemäss der Erfindung ist eine dritte Gatterschaltung vorgesehen, die auf ein Ausgangssignal der Detektionsanordnung und auf ein Ausgangssignal der ersten Gatterschaltung anspricht, derart, dass ein Abtastimpuls während jeder Abtastperiode erzeugt wird, während die Anordnung zum Erzeugen einer Bezugsspannung ein Kondensator ist und eine Anordnung vorgesehen ist, die auf jeden Tastimpuls derart anspricht, dass der Ausgangspegel des Spannungsgenerators

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mit der Bezugsspannung verglichen wird, und die auf einen Unterschied zwischen den verglichenen Spannungen derart anspricht, dass ein Strom geeigneter Polarität dem Kondensator zugeführt wird, um die Bezugsspannung zu ändern. Der Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform ist, der, dass dafür gesorgt werden kann, dass die Bezugsspannung nur um höchstens einen geringen Betrag infolge jedes Vergleichs geändert wird, so dass auf das Rückkcpplungssystem nur ein geringer Einfluss von einem störenden Ausgangspegel des Spannungsgenerators in jeder Abtastperiode ausgeübt wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Motorgeschwindigkeitsregelsystems gemäss der Erfindung enthält der genannte Spannungsgenerator einen Kondensator, der während der Dauer jedes Tastimpulses von einem Strom aufgeladen wird, der einen der genannten vorbestimmten Geschwindigkeit entsprechenden Wert aufweist, während eine Motorgeschwindigkeitswählschaltung eine Anordnung zur Bestimmung des Wertes des Aufladestroms während jedes Tastimpulses enthält.

Der Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform ist der, dass die Motorgeschwindigkeit in einem grossen Bereich, z.B. 20 : 1 in .einer Waschmaschine, da durch geändert werden kann, dass dieser Ladestrom allein, z.B. mit Hilfe eines einzigen veränderlichen Widerstands,

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geändert wird.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im wesentlichen schematisch ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die in ein Motorgeschwindigkeitsregelsystem nach der Erfindung eingebaut ist;

Fig. 2 im Detail eine Rampengeneratorschaltung, die einen Teil der Schaltung nach Fig. 1 bildet;

Fig. 3 zu den Figuren 1 und 2 gehörige Spannungsformen;

Fig. h im Detail jede der SpannungsvergleicheSchaltungen nach Fig. 1;

Figuren 5A und 5B im Detail Stromquellen nach den Figuren 1, 2 und k;

Fig. 6 Spannungsformen der Schaltung nach Fig. 1, die mit konstanter Geschwindigkeit arbeitet; Fig. 7 im Detail eine Gatterschaltung, die einen Teil der Schaltung nach Fig. 1 bildet;

Fig. 8 Spannungsformen zur Illustrierung des Effekts von Rauschimpulsen auf die Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 9 im Detail eine Anlassschaltung, die

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einen Teil der Schaltung nach Fig. 1 bildet, und

Fig. 10 Spannungsformen zur Illustrierung des Anlassens der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 1 enthält ein Elektromotor einen Anker 1 und eine Feldwicklung 2, die beide mit einem "Triac" 3 zwischen einer Netzklemme L und einer Erdklemme N eines Wechselstromversorgungsnetzes in Reihe angeordnet sind. Beim Betrieb wird Energie in Form eines Impulses dem Motor während jeder Halbperiode der Speisespannung zugeführt, wobei jeder Energieimpuls anfängt, wenn der "Triac" 3 dadurch eingeschaltet wird, dass an seine Gate-Elektrode eine Spannung mit einem geeigneten Pegel in einem Ausgangssignal A einer Spannungsvergleichsschaltung COMP1 angelegt wird. Die Spannungsvergleichsschaltung COMP1 liefert diesen geeigneten Pegel des Signals A, wenn die Spannung des Ausgangssignals B eines Rampengenerators h unter eine Bezugsspannung V herabsinkt, die die Spannung an einem K.

Bezugskondensator C_D ist. Unter konstanten Bedingungen

ti.

ist die Bezugsspannung V_D konstant auf einem Wert, der für eine gewünschte Geschwindigkeit des Motors geeignet ist.

An Hand der Figuren 2 und 3 werden der Rampengenerator h und seine Wirkung im Detail beschrie ben. Die Wechselspannung an der Netzklemme L des Wechsel- βtromversorgungsnetze3 wird über einen geeigneten Span-

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nungsvorwiderstand R1 an die Basis und den Emitter zweier Transistoren TR1 bzw. TR2 angelegt. Die Emitter und die Basen der Transistoren TR1 bzw. TR2 sind mit einer pcBitiven Spannungsklemme OV verbunden, deren Spannung auch die Spannung an der Erdklemme des Wechselstromversorgungsnetzes ist, während die Kollektoren der beiden Transistoren TR1 und TR2 über eine Stromquelle 11 mit einer negativen Spannungsklemme -V verbunden sind. Die Kollektoren der Transistoren TR1 und TR2 sind auch mit der Basis eines Transistors TR3 verbunden, dessen Emitter mit der positiven Spannungsklemme OV und dessen Kollektor über einen Widerstand R2 mit der negativen Spannungsklemme -V verbunden ist. Ein Kondensator C_n ist

rJ

zwischen der positiven Spannungsklemme OV und dem Kollektor des Transistors TR3 eingeschaltet.

Wenn die Wechselstromversorgungsnetzspannung L niedrig ist, d.h. in der Nähe von OV liegt, sind beide Transistoren TR1 und TR2 nichtleitend, so dass die Stromquelle 11 den Transistor TR3 einschalten kann.

Die Perioden, während denen der Transistor TR3 eingeschaltet ist, sind durch die niedriger liegenden Teile der Impulsspannungsform C dargestellt, und während dieser Perioden entlädt der Transistor TR3 den Kondensator C„

zu der positiven Spannungsklemme OV, die durch den ansteigenden Teil der Rampenspannungsform B dargestellt

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1st. Während jeder Halbperiode der Wechselstromnetzspannung, wenn die Spannung an der Klemme L genügend positiv oder genügend negativ ist, ist der Transistor TR2 bzw. der Transistor TR1 leitend und wird der Transistor TR3 gesperrt. Der Kondensator C_ lädt sich während dieser

Zeit über den Widerstand R2 zu der negativen Spannungsklemme -V auf, die durch den abfallenden Teil der Rampenspannungsform B dargestellt ist.

Die Spannungsvergleichsschaltung COMP1 nach Fig. 1, die die Bezugsspannung V mit der Rampen-

spannungsform B vergleicht, kann, wie in Fig. h dargestellt, als ein emittergekoppeltes Transistorenpaar TRx und TRy ausgebildet sein. Die Transistoren TRx und TRy wirken derart, dass sie die Spannungen Vx und Vy, die an ihre entsprechenden Basis-Elektroden angelegt werden (V und B im Falle der Vergleichsschaltung COMP1), miteinander vergleichen, wenn eine Stromquelle 12, die zwischen den beiden Emittern und einer negativen Spannungsklemme -V angeordnet ist, eingeschaltet wird. Die Strom- quelle 12 kann, wie in Fig. 5A dargestellt ist, als ein Transistor TR^ ausgebildet sein, der über einen Wider stand R3 mit der negativen Spannungsklemme -V verbunden ist, und er wird daher eingeschaltet, wenn eine genügend positive Spannung an seine Basis angelegt wird. Wenn die Spannung Vx grosser als die Spannung Vy ist (siehe

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nochmals Fig. k), ist der Transistor TRx leitend und ist der Transistor TRy nichtleitend, und umgekehrt. Der leitende und der nichtleitende Zustand der Transistoren TRx und TRy können durch die entsprechenden Ausgänge OP und OP der Spannungsvergleichaachaltungen als die An- oder Abwesenheit von Strömen oder über geeignete Widerstände als Spannungen hohen oder niedrigen Viertes verwirklicht werden. In Fig. 1 ist die Spannungsvergleichsschaltung C0MP1 mit nur einem einzigen Ausgang dargestellt, weil nur ein einziger Ausgang zur Lieferung des Spannungsausgangssignals A verwendet wird, während keine Gatterschaltung dargestellt ist, weil diese Spannungsvergleichsschaltung dauernd eingeschaltet ist.

Nach den Figuren 1 und 3 ist der Triac 3 während jeder Halbperiode der Netzwechselspannung eingeschaltet, wenn die Ausgangsspannungsform A der Vergleichsschaltung C0MP1 ihren niedrigsten Pegel aufweist, dies als Reaktion auf das Herabsinken der Spannung des Rampensignals B unteyüie Bezugsspannung V . Wenn die Be-

Xl

zugsspannung V_D hoch ist, sinkt die Spannung des Rampen-

Xl

Signals B unter die Bezugsspannung V_ herab, und der

Xl

niedrigste Pegel des Signals A fängt früh in jeder Halbperiode der Netzwechselspannung an, wodurch eine grosse Menge Energie dem Motor zugeführt wird, um ihn auf einer hohen Drehgeschwindigkeit zu halten, die der hohen Bezugs·

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spannung V_n entspricht. Der Wert der Bezugsspannung V wird unter nichtkonstanten Bedingungen durch eine Rückkopplungsanordnung ausgewählt und geändert, die einen Tachogenerator 5 enthält, der mit dem Motor gekoppelt ist und ein Wechselstromausgangssignal D liefert, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit proportional ist. Nach Fig. 1 spricht die Rückkopplungsanordnung auf das Ausgangssignal D des Tachogenerators 5 an, derart, dass eine Spannung V erhalten wird, die mit der Bezugsspannung V in einer Spannungsvergleichs-

schaltung C0MP2 verglichen wird, wenn diese Vergleichsschaltung von einem Abtastspannungssignal E in abwechselnden Perioden des Netzwechselstromausgangssignals D eingeschaltet wird. Die Spannungsvergleichsschaltung C0MP2 kann auf die bereits an Hand der Figuren h und 5A beschriebene Weise ausgeführt werden. Eine Diode D1 und ein Transistor TR5 sind mit ihrer Anode bzw. seinem Emitter an die positive Spannungsklemme OV und mit ihrer Kathode bzw. seiner Basis an einen der Ausgänge der Ver- gleichsschaltung C0MP2 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors TR5 ist an ein Ende des Bezugskondensators C_D angeschlossen, dessen anderes Ende mit der negativen Spannungsklemme -V verbunden ist. Die Diode DV und der Transistor TR5 bilden einen Stromspiegel, derart, dass wenn die Spannung V„, grosser als die Bezugsspannung V am Kondensator C_n bei eingesfaalteter Vergleichs-

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schaltung ist, der Strom, der in den Ausgang der Vergleichsschaltung C0MP2 fliesst, der mit dein Stromspiegel verbunden ist, den Transistor TR5 leitend macht, der dem Kondensator C_n einen Aufladestrom liefert, um die Spannung V_n zu erhöhen. Wenn die Spannung V_, nie-

K i

driger als die Bezugsspannung V ist, wenn die Ver-

ti.

gleichsschaltung C0MP2 eingeschaltet ist, fliesst Strom in den anderen Ausgang der Vergleichsschaltung C0MP2, der mit dem Kondensator C verbunden ist, so dass dem Kondensator C ein Entladestrom geliefert wird, um die

Spannung V herabzusetzen. Wenn die Spannungen V und K 1

Y einander gleich sind, wenn die Vergleichsschaltung C0MP2 eingeschaltet ist, fHessen gleiche Ströme in die beiden Ausgänge der Vergleichsschaltung C0MP2 und wird der Bezugskondensator C weder aufgeladen noch ent-

.K

laden.

Die Spannung V_T, die der Vergleichsschaltung C0MP2 geliefert wird, ist die Ausgangsspannung eines Spannungsgenerators 6 und ist die Spannung an einem Ende eines Rampenkondensators C , dessen anderes Ende mit der negativen Spannungsklemme -V verbunden ist. Das Ende des Rampenkondensators C , das der negativen Spannungsklemme -V gegenüber liegt, ist auch über einen veränderbaren Widerstand R_ und eine eingeschaltete Stromquelle 13 mit der positiven Spannungsklemme OV verbunden. Die

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Stromquelle 13 kann, wie in Fig. 5B dargestellt ist, als ein Transistor TR6 ausgebildet sein, der über einen Widerstand R't mit der positiven Spannungsklemme OV verbunden ist, so dass dieser Transistor eingeschaltet wird, wenn eine genügend negative Spannung an seine Basis angelegt wird. Eine Spannungspegeldetektionsanordnung 7 spricht auf das Ausgangswechselstromsignal D des Tachogenerators derart an, dass Taktausgangssignale CLM und CLS an eine erste Gatterschaltung GI (die nachstehend im Detail beschrieben wird) geliefert werden, deren Ausgangsimpuls F derart angelegt wird, dass der Stromgenerator 13 eingeschaltet wird, und wird ausserdem als eines von zwei Eingangssignalen einer UND-Gatterschaltung G2 und einer UND-Gatterschaltung G3 zugeführt. Die anderen Eingangssignale der UND-Gatter G2 und G3 werden von der Spannungspegeldetöctionsanordnung 7 geliefert.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, liegt

der Spannungsimpuls F auf einem niedrigen Pegel während abwechselnder ganzer Perioden des Tachogeneratorsignals D. Während jeder Periode auf niedrigem Pegel der Spannungsform F ist die Stromquelle 13 eingeschaltet und wird ein Aufladestrom, dessen Wert durch den veränderbaren Widerstand R bestimmt wird, dem Rampenkondensator C geliefert, um die Spannung V„, rampenartig in einer positiven Richtung gegenüber der negativen Spannungs-

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klemme -V zu ändern. Jede Periode auf niedrigem Pegel der Spannungsform F kann als ein Tastimpuls bezeichnet werden. In dem Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen bleibt die Spannung V während einer Abtast-Periode unverändert, in der die Vergleichsschaltung C0MP2 von dem Abtastimpuls E eingeschaltet wird, der von dem UND-Gatter G3 geliefert wird. Nach der Abtastperiode in dem Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen wird ein Transistor TR7, der über dem Rampenkondensator C-, in dem Spannungsgenerator 6 'angeordnet ist, von einem Rücksetzimpuls G eingeschaltet, der von dem UND-Gatter G2 geliefert wird, und der Rampenkondensator C entlädt sich derart, dass die Spannung V rampenartig in einer negativen Richtung zu der negativen Spannungsklemme -V zurückgebracht wird.

Der Ausgangspegel V_T des Spannungsgenerators 6 während jeder Abtastperiode ist eine vorbestimmte Funktion der Drehgeschwindigkeit des Tachogenerators 5, der mit dem Motoranker 1 gekoppelt ist. Das Tempo der Entladung des Rampenkondensators C- ist derart, dass die Spannung V_T zu der negativen Spannungsklemme -V während der kürzestmöglichen ganzen Rücksetzperiode zurückkehrt, die von dem Rücksetzimpuls G mit dem möglichen positivsten Pegel der Spannung V_ geliefert wird.

So beginnt die Spannung V_ von demselben vorbestimmten Pegel -V am Anfang jedes Tastimpulses, der durch die

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Spannungsform F geliefert wird. Der Wert der Spannung V , der am Ende jedes Tastimpulses erreicht ist, hängt daher von der Dauer dieses Tastimpulses und von der Neigung der Rampe während dieses Tastimpulses ab. Die Dauer jedes Tastimpulses ist eine ganze Periode der Tachogeneratorspannung D und ist daher der Drehgeschwindigkeit umgekehrt proportional. Die Neigung der Rampe während jedes Tastimpulses wird durch den Wert des dem Kondensator C gelieferten Aufladestroms bestimmt, der durch den veränderbaren Widerstand R_c bestimmt wird.

Dieser Widerstand R_c bildet also eine Motorgeschwindigkeitswählschaltung. Für eine bestimmte gewählte Motorgeschwindigkeit ist der Wert des Widerstandes R_ derart gewählt, dass unter konstanten Bedingungen, wobei sich der Motor mit dieser gewählten Geschwindigkeit dreht, der Kondensator C—, während jedes Tastimpulses mit einem Tempo, das durch den Wert des Widerstands R_c bestimmt wird, während einer Periode aufgeladen wird, die durch die Dauer des Tastimpulses bestimmt wird, so dass der Wert der Spannung V , der am Ende des Tastimpulses erreicht ist, ein vorbestimmter Wert ist, der der gegebenen gewählten Motorgeschwindigkeit entspricht. Unter kon stanten Bedingungen, wobei sich der Motor mit dieser gewählten Geschwindigkeit dreht, ist die Bezugsspannung ' V_ am Kondensator C„ gleich der Spannung V_,, während

H. D L

die Bezugsspannung V_ di· Menge Energie bestimmt, die

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dem Motor zugeführt wird und die genügend ist, um ihn mit dieser gewählten Geschwindigkeit drehen zu lassen. Venn sich der Motor mit einer gewählten Geschwindigkeit dreht und die Belastung auf den Motor dann derart zunimmt, dass diese Geschwindigkeit herabgesetzt wird, verhält sich das Ruckkopplungssystem wie folgt. Die Herabsetzung der Geschwindigkeit bewirkt
eine Herabsetzung der Frequenz des Ausgangssignals D
des Tachogenerators 5» wodurch proportional die Dauer der Tastimpulse in der von dem Ausgang D abgeleiteten Spannungsform F verlängert wird. Die verlängerte Dauer der positiven Rampe der Spannung V während jedes Tastimpulses bewirkt eine Erhöhung des Wertes von V , die zu der Vergleichsschaltung C0MP2 während der nachfolgenden Abtastperiode durchgelassen wird, bis oberhalb des Wertes von V . Die Vergleichsschaltung C0MP2 wird auf die obenbeschriebene Weise wirken, um den Wert von V

zu erhöhen, wodurch erzielt wird, dass dem Motor eine grössere Energiemenge zugeführt wird, um seine Ge-

schwindigkeit zu erhöhen, wodurch der Wert von V abnimmt, bis sich das System nach einer Anzahl von Umdrehungen und entsprechenden Einstellungen durch die Vergleichsschaltung C0MP2 stabilisiert, wobei sich der Motor wieder mit seiner gewählten Geschwindigkeit dreht und die Spannungen V und V wieder ihre entsprechen-

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den gleichen Werte aufweisen. Eine Abnahme der Belastung auf den Motor zur Vergrösserung der Geschwindigkeit hat zur Folge, dass sich das Rückkopplungssystem auf eine der gerade beschriebenen Weise entgegengesetzte Weise verhält, um den Motor auch wieder auf seine gewählte Geschwindigkeit zurückzubringen.

Wenn sich der Motor· mit einer von dem

Widerstand R gewählten Geschwindigkeit dreht, kann eine Aenderung zu einer neuen gewählten Geschwindigkeit dadurch erzielt werden, dass der Wert des Widerstandes R geändert wird. Die Reaktion des Systems auf eine Aenderung des Wertes des Widerstandes R geht aus der Erklärung der Wirkung des bisher beschriebenen Systems hervor. Kurz gesagt wird z.B. zur Vergrösserung der Geschwindigkeit der Wert des Widerstandes R herabgesetzt, wodurch der Wert von V am Ende des Tastimpulses mit einer der anfänglichen Geschwindigkeit entsprechenden Dauer bis oberhalb des bestehenden Wertes von V und

ausserdem bis oberhalb des Wertes von V , der für die neue Geschwindigkeit erforderlich ist, erhöht wird. Der Wert von V wird auf diese Weise erhöht, wodurch eine vergrösserte Geschwindigkeit erhalten wird, was zu einem Tastimpuls kürzerer Dauer mit einem herabgesetztem Wert von V führt, sodass während einer Anzahl von Dreh- perioden V abnimmt und V zunimmt, bis sie bei dem

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neuen vorbestimmten höheren Wert, der der neuen höheren gewählten Geschwindigkeit entspricht, beide einander gleich sind.

Wenn der Motor stillsteht, liegt an dem Kondensator 0 eine bestimmte Spannung V mit einem

K. K

Wert, der negativer als der negativste Wert ist, den das Rampensignal B erreicht, das von dem Rampengenerator k aus dem Versorgungsnetz geliefert wird. In diesem Falle wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, dem Motor keine Energie zugeführt. Eine Anlassschaltung 8 ist vorgesehen, die unter diesen Bedingungen eingeschal tet wird, um die Spannung V zu erhöhen, bis sich der Motor dreht, und die ausgeschaltet wird, wenn das System normal arbeitet. Dies wird nachstehend noch näher erläutert.

Die Spannungspegeldetektionsanordnung 7» die Gatterschaltung G1 und ihre Wirkung mit den UND-Gattern G2 und G3 werden nachstehend im Detail beschrieben. Das Ausgangssignal D des Tachogenerators 5 wird vier Spannungsvergleichs schal tungen COMP3_t COMP**, COMP5 und COMP6 zugeführt, in denen es mit vier Bezugsspannungspegeln V2, V3, V1 bzw. VU verglichen wird. Die se vier Spannungsvergleichsschaltungen können je, wie in Fig. k dargestellt, mit Widerständen ausgeführt werden, damit geeignete Spannungspegelausgangssignale erhalten

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werden. Die Spannungsverglei chs schal tung COMP3 1 COMP*! und COMP5 sind dauernd eingeschaltet, aber die Spannungsvergleichsschaltung COMP6 ist nur dann eingeschaltet, wenn von der Vergleichsschaltung COMP5 ein geeignetes Ausgangssignal geliefert wird. Die vier Bezugsspanungspegel V1, V2, V3 und Vk sind in Fig. 6 in bezug auf die Ausgangsspannung D des Tachogenerators 5 dargestellt.

Die Spannungsform D ist mit in bezug auf eine Nullspannung wechselnder Polarität dargestellt, wobei diese Spannung dem Zustand entspricht, in dem der Motor und somit auch der Tachogenerator stillsteht. Die Spannungspegel V1 und Vk weisen entgegengesetzte Polaritäten auf, während sie ausserdem zu dem Nullspannungspegel aus Erwägungen bezüglich der AnIasschaltung asymmetrisch sind, wie nachstehend noch näher erläutert wird. Der Bezugsspannungspegel mit dem grössten Wert, der der Spannungspegel V^ negativer Polarität ist, ist erheblich niedriger ds die Spannung mit der niedrigsten Amplitude gewählt, die in der Praxis von dem Tachogenerator bei der niedrigsten gewünschten Drehgeschwindigkeit des Motors erzeugt wird. Auf diese Weise ist das Ansprechen der Spannungspegeldetektionsanordnung 7 im wesentlichen nicht von der Amplitude des Aus gangssignals des Tachogenerators abhängig. Die Span- nungspegel VZ und V3 weisen entgegengesetzte Polari-

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täten auf und ihre Höhe ist geringer als die der Spannungspegel V1 bzw. Vk.

Die Steueranordnung G1 ist im Detail in Fig. 7 dargestellt. Sie besteht aus einer bistabilen Meisterschaltung 9 und einer bistabilen Sklavenschaltung 10. Die Zustände des Setzeingangs S und des Rücksetzeingangs R der bistabilen Meisterschaltung 9 werden von der Vorderflanke des Ausgangssignals CLM der Vergleichsschaltung C0MP3 an ihren Q- bzw. Q-Ausgang weitergetaktet, wenn die Spannung des Tachogenerators positiver als die Bezugsspannung V2 wird. Die Q- und Q-Ausgänge der bistabilen Meisterschaltung 9 sind mit dem Setzeingang S bzw. dem Rücksetzeingang R der bistabilen Sklavenschaltung 10 verbunden. Die Zustände des Setzeingangs S und des Rücksetzeingangs R der bistabilen Sklävenschaltung 10 werden von der Vorderflanke des Ausgangssignals CLS der Vergleichsschaltung COMP'4 an ihren Q- bzw. Q-Ausgang weitergetaktet, wenn die Spannung D des Tachogenerators negativer als die Bezugsspannung V3 wird. Die Ausgänge Q und Q der bistabilen Sklavenschaltung 10 sind kreuzweise mit dem Rücksetzeingang R und dem Setzeingang S der bistabilen Meisterschaltung 9 verbunden. Durch diese kreuzweise Verbindung ist sichergestellt, dass die bistabilen Meister- und Sklavenschaltungen 9 bzw. 10 sich zusammen wie ein JK-Flipflop als Reaktion

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auf jeweils eines der Takteingangssignale CLM oder CLS verhalten. Dies bedeutet, dass die bistabile Meisterschaltung 9 ihren Zustand als Reaktion auf jedes Takteingangssignal CLM ändert, vorausgesetzt, dass das Takteingangssignal CLS den Zustand der bistabilen Sklavenschaltung 10 in der Periode nach dem vorhergehenden Takteingangssignal CLM geändert hat, und umgekehrt. Der Ausgang Q oder Q der bistabilen Meisterschaltung 9 oder der bistabilen Sklavenschaltung 10 kann als ein Zweiteiler—

'10 ausgang verwendet werden, der auf die Ausgangsspannung D des Tachometers anspricht. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, wird der Ausgang Q der bistabilen Sklavenschaltung 10 dazu benutzt, die Impulsform F nach Fig. 6, d.h. Tastimpulse niedriger Spannung, an den Spannungsgenerator 6 nach Fig. 1 und eine hohe Freigabespannung an die UND-Gatter G2 und G3 in den Intervallen zwischen den Tastimpulsen zu liefern. Der Vorteil der Anwendung der beiden Takteingangssignale CLM und CLS, die auf die beiden Spannungspegel entgegengesetzter Polarität V2 und V3 ansprechen, ist, dass dadurch eine grosse Immuni tät in bezug auf Rauschen am Tachogeneratorausgang er halten wird, das nicht die Spannungspegel V2 und V3 überquert, wie im Detail nachstehend näher erläutert wird.

Nach den Figuren 1 und 6 liefert die Span-

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Zr

nungsvergleichsschaltung COMP5 eine Impulsspannung H, die von einem ihrer Ausgänge herrührt. Die Spannung H liefert einen positiven Impuls, wenn die Ausgangsspannung D des Tachogenerators positiver als die Bezugsspannung VI ist. Abwechselnde positive Impulse in der Spannungsform H werden von dem UND-Gatter G3 als positive Spannungsimpulse in der Abtastimpulsform E infolge des positiveren Pegels der Spannungsform F in dem Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen durchgelassen.

Das gegenphasige Ausgangssignal der Spannungsvergleichsschaltung COMP5 schaltet die Vergleichsspannungsschaltung COMP6 ein, wenn die Ausgangsspannung D des Tachogenerators weniger positiv als die Bezugsspannung V1 ist. Die Spannungsvergleichsschaltung COMP6 liefert eine Impulsspannung J, die von einem ihrer Ausgänge herrührt.

Die Spannungsform J liefert einen positiven Impuls, wenn die Ausgangsspannung D des Tachogenerators negativer als die Bezugsspannung Yk ist. Abwechselnde positive Impulse in der Wellenform J werden von dem UND-Gatter G2 als positive Spannungsimpulse in der Rücksetζimpulsform G infolge des positiveren Pegels der Spannungsform F in dem Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen und nach jedem positiven Impuls in der Abtastimpulsform £ durchgelassen. Das gegenphasige Ausgangssignal der Spannungs vergleichsschaltung COMP6 liefert eine Impulsspannung

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K, die auf einem positiveren Spannungspegel liegt, wenn sich die Ausgangsspannung D des Tachogenerators zwischen den Spannungspegeln V1 und V^ befindet, und auf einem weniger positiven Spannungspegel liegt, wenn sich der Tachogenerator ausserhalb der Spannungspegel V1 und V^ befindet. Die Wellenform K wird als Eingangssignal an die Anlasschaltung 8 geliefert und ihre Wirkung wird nachstehend im Detail näher beschrieben.

Die Reaktion des Systems auf Rauschen in der Ausgangsspannung D des Tachogenerators und insbesondere die Immunität gegen ein solches von der Anord nung geliefertes Rauschen und die Wirkung der Steuerschaltung G1 werden nunmehr insbesondere an Hand der Fig. beschrieben, die sechs Beispiele von Rauschimpulsen N1 bis n6 in der Wellenform D zeigt. Fig. 8 zeigt weiter den Effekt dieser Rauschimpulse auf die Spannungsform F, die das Q-Ausgangssignal der bistabilen Meisterschaltung 9 nach Fig. 7 ist, auf eine Spannungsform L, die das Q-Ausgangssignal der bistabilen Sklavenschaltung nach Fig. 7 ist, auf die Abtastimpulsspannung E, die das Ausgangssignal des UND-Gatters G3 nach Fig. 1 ist, auf die Rücksetzimpulsspannung G, die das Ausgangssignal des UND-Gatters G2 nach Fig. 1 ist, und auf die Spannung V , die das Ausgangssignal des Spannungsge nerators 6 nach Fig. 1 ist, der auf die Wellenformen

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F, E und G anspricht. Die gestrichelt dargestellte Wellenform über der Spannung V veranschaulicht, wie die Spannung V als Reaktion auf die Wellenform D beim Fehlen der Rauschimpulse N1 bis N6 aussehen würde. Die Effekte der Rauschimpulse N1 und N2 werden zunächst beschrieben, weil sie die ungünstigsten Effekte von Rauschimpulsen darstellen, die beide Spannungspegel V2 und V3 überqueren.

Wenn angenommen wird, dass ein Tastimpuls in der Wellenform F zu dem richtigen Zeitpunkt ti anfängt, zu dem die Wellenform D den Spannungspegel V2 übersteigt, fängt die Spannung V an, sich in positivem Sinne rampenartig zu ändern. Wenn ein negativer Rauschimpuls NI dann während derselben positiven Halbperiode der WeI-lenform D auftritt, in der er oberhalb des Spannungspegels V1 liegt und beide Spannungspegel V2 und V3 überquert, wird der Effekt wie folgt sein. Die abfallende Flanke des Impulses N1 taktet die bistabile Sklavenschaltung 10, und zwar die Wellenform L, und daher taktet die nachfolgende ansteigende Flanke des Impulses N1 die bistabile Meisterschaltung 9 zum Zeitpunkt t2, wodurch die positive rampenartige Aenderung der Spannung V-, auf einem falschen niedrigen Pegel beendet wird, der zu der Vergleichsschaltung C0MP2 von einem positiven Abtastimpuls in der Wellenform E durchgelassen

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wird. Die Spannung V wird aber zurückgesetzt, wenn die Wellenform D anschliessend unter den Spannungspegel V3 herabsinkt, während zum Zeitpunkt t3 ein Tastimpuls anfängt, die Spannung V in positivem Sinne rampenartig zu ihrem richtigen Pegel zu ändern. So wird die richtige Wirkung des Systems innerhalb einer Periode der Ausgangsspannung D des Tachogenerators wiederhergestellt. Ausserdem ist der Wert des Bezugskondensators C_ derart gewählt, dass sich die Bezugsspannung V nur um

XV.

einen kleinen Betrag während jedes Vergleichs in der Vergleichsschaltung C0MP2 mit der Spannung V ändern kann. So ist der Effekt einer einzigen Fehlerspannung

V sehr gering.

Wenn angenommen wird, dass ein Tastimpuls in der Wellenform F zu einem richtigen Zeitpunkt tk beendet wird, zu dem die Spannungsform D den Spannungspegel V2 übersteigt, ist der richtige Spannungspegel V erreicht. Wenn nach Abtastung dieser richtigen Spannung

V ein positiver Rauschimpuls N2 während der nächsten negativen Halbperiode der Wellenform D auftritt, wenn er zwischen den Spannungspegeln V3 und V^ liegt, und dieser Rauschimpuls N2 beide Spannungspegel V3 und V2 überquert, ist der Effekt wie folgt. Die ansteigende Flanke des Impulses N2 taktet die bistabile Meisterschaltung 9 zum Zeitpunkt t5· So geht ein Rücksetz-

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impuls verloren und ändert ein frühzeitiger Tastimpuls in positivem Sinne rampenartig die Spannung V bis zum Zeitpunkt t6 auf einen falschen hohen Pegel, der dann zu der Vergleichsschaltung C0MP2 von der Wellenform E durchgelassen wird. Die Spannung V wird jedoch zurückgesetzt, wenn die Spannungsform D anschliessend unter den Spannungspegel V3 herabsinkt, und zum Zeitpunkt t7 fängt ein Tastimpuls an, die Spannung V in positivem Sinne auf ihren richtigen Pegel rampenartig zu ändern. So wird die richtige Wirkung des Systems innerhalb zweier Perioden der Ausgangsspannung D des Tachogenerators wiederhergestellt und der Effekt einer einzigen Fehlerspannung V_, ist sehr gering, wie in bezug auf den Rauschimpuls N1 erläutert wurde.

Wenn wieder angenommen wird, dass ein Tastimpuls zum Zeitpunkt t7 anfängt, die Spannung V in positivem Sinne rampenartig zu ändern, wird gar kein Effekt erhalten, wenn ein negativer Rauschimpuls N3 während derselben positiven Halbperiode der Wellen- form D auftritt, in der er oberhalb des Spannungspegels V1 liegt und zwar den Spannungspegel V2 nicht aber den Spannungspegel V3 überschreitet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die abfallende Flanke des Rauschimpulses N3 kein Takteingangssignal liefert, um den Zustand der bistabilen Skfevenschaltung 10 zu ändern, so dass das

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Takteingangssignal der bistabilen Meisterschaltung 9, das von der ansteigenden Flanke des Rauschimpulses N3 geliefert wird, ihren Zustand nicht ändert.

Wenn ein positiver Rauschimpuls N^ während der folgenden negativen Halbperiode der Wellenform D auftritt, wenn er sich unterhalb des Spannungspegels Vh befindet und zwar den Spannungspegel V3, nicht aber den Spannungspegel V2 überquert, wird wieder kein Effekt erhalten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die ansteigende Flanke des Rauschimpulses N4 kein Takteingangssignal liefert, um den Zustand der bistabilen Meisterschaltung 9 zu ändern, so dass das Takteingangssignal der bistabilen Sklavenschaltung 10, das von der abfallenden Flanke des Rauschimpulses Uh geliefert wird, deren Zustand nicht ändert.

Ein negativer Rauschimpuls N5, der während des höheren Spannungspegels der Wellenform H (siehe Fig. 6) im Intervall zwischen jeweiligen Tastimpulsen auftritt und nur den Spannungspegel V1 überschreitet, wird den positiven Abtastimpuls E unterbrechen. Die Einstellung der Bezugsspannung V auf die Spannung V

H i

mittels der Vergleichsschaltung C0MP2 wird während der Dauer des Rauschimpulses N5 unterbrochen. Wie oben bereits erwähnt wurde, ist der Kondensator C_D derart ge-

ti.

wählt, dass sich die Bezugsspannung V_n nur um einen

ti.

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kleinen Betrag während jedes Vergleichs in der Vergleichsschaltung C0MP2 mit der Spannung V ändern kann. So ist der Effekt des Rauschimpulses N5 sehr gering.

Ein positiver Rauschimpuls N6, der während des höheren Spannungspegels der Wellenform J (siehe Fig. 6) im Intervall zwischen jeweiligen Tastimpulsen auftritt und nur den Spannungspegel "Vk überschreitet, wird den positiven Rücksetzimpuls G während der Dauer des Rauschimpulses NO unterbrechen. Wie jedoch bereits erwähnt wurde, ist die Entiadungsgeschwindigkeit des Rampenkondensators C_ derart gewählt, dass die Spannung V_ zu der negativen Spannungsklemme -V während der kürzestmöglichen ganzen Rücksetzperiode, die von der Rücksetzwellenform G geliefert wird, von dem möglichen positivsten Pegel der Spannung V_ zurückkehren wird. So ist der Effekt des Rauschimpulses NO höchstens sehr gering.

Die Anlassschaltung 8 wird nunmehr im Detail an Hand der Figuren 1, 9 und 10 beschrieben. Die Anlassschaltung 8 enthält zwei Stromquellen Ik und I5i die je auf die in Fig. 5B dargestellte Veise ausgebildet sein können. Die Stromquelle Jk ist zwischen der positiven Spannungsklemme OV und einem Ende eines Widerstandes R5 angeordnet. Das andere Ende des Wider-Standes R5 ist mit dem Rampenkondensator C_T und mit

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einem Eingang eines NAND-Gatters G5 verbunden. Die Ausgangsspannung K der Spannungsvergleichsschaltung COMP6 ist über einen Inverter Gk mit dem Gatter der Stromquelle Ik und direkt mit dem anderen Eingang des NAND-Gatters G5 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters Gf) ist mit dem Gatter der Stromquelle 15 verbunden, die zwischen der positiven Spannungsklemme OV und dem Bezugskondensator C angeordnet ist.

Fig. 10 zeigt, dass zum Zeitpunkt to, kurz nachdem die Energiezufuhr eingeschaltet worden ist, der Motor 1 stillsteht, so dass die Ausgangsspannung D des Tachogenerators 5 0 V ist. Die Ausgangsspannung K der Spannungsvergleichsschaltung C0MP6 liegt also auf ihrem positiveren Pegel, der gewünscht wird, wenn die Wellenform D zwischen den Spannungspegeln V1 und Vk liegt. Die bistabile Meisterschaltung 9 und die bistabile Sklavenschaltung 10 der Gatterschaltung G1 befinden sich in einem beliebigen Zustand und ihre Ausgangsspannungen F und L werden beispielsweise mit F auf ihrem positiveren Spannungspegel (d.h. kein Tastimpuls) und mit L auf ihrem weniger positiven Spannungspegel dargestellt. Die Abtast- und Rücksetzspannungen E und G liegen auf ihren weniger positiven Spannungspegeln. Der Rampenkondensator C ist derart angeordnet, dass seine Spannung V die Spannung an der negativen Span-

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nungsklemme -V ist. Die Wellenform B wird von dem Rampenspannungsgenerator k aus dem Versorgungsnetz geliefert, aber die Spannung V des Bezugskondensators

C_D ist die Spannung an der negativen Spannungsklemme

MX

-V, d.h. auf einem Pegel, der negativer als der negativste Wert ist, der von der Wellenform B erreicht wird. Die Ausgangsspannung A der Spannungsvergleichsschaltung COMP1 wird also den Triac 3 nicht einschalten und dem Motor 1 wird keine Energie zugeführt. Obgleich die Wellenform K auf ihrem höchsten Spannungspegel liegt, ist die Spannung V derart niedrig, dass das NAND-Gatter G5 nicht eingeschaltet wird, so dass seine Ausgangsspannung P auf einem positiveren Spannungspegel liegt, der die Stromquelle 15 nicht an den Bezugskondensator C_n anschljessen wird. Die Spannungs-

JtV

form K, die von dem Inverter Git invertiert wird, wird Jedoch die Stromquelle Xk einschalten, die einen Strom mit einem durch den Widerstand R5 bestimmten Wert an den Kondensator C liefern wird, so dass die Spannung V zuzunehmen beginnt. Wenn der beliebige Zustand der bistabilen Meisterschaltung 9 derart gewesen wäre, dass ein Tastimpuls erzeugt werden würde, um die Stromquelle 13 einzuschalten, hätten dadurch der dem Kondensator C-zugeführte Strom und somit die Geschwindigkeit der Zunähme der Spannung V zugenommen.

Zu einem Zeitpunkt ti erreicht die Span-

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nnng V einen Wert, der über dem Wert liegt, der für jede der gewünschten Geschwindigkeiten des Motors gewünscht wird, bei denen das NAND-Gatter G 5 eingeschaltet wird und die Stromquelle I5 dem Kondensator C einen Aufladestrom liefert, um den Spannungspegel V

zu erhöhen. Die Spannung V_ bleibt dann auf einem Höchstwert. Zu einem Zeitpunkt t2 sinkt die Spannungsform B unter die Spannung V herab, so dass Impulse

in der Wellenform A anfangen, den Triac 3 während einer Zeit in jeder Halbperiode der Versorgungsnetzspannung einzuschalten, so dass dem Motor 1 Energie zugeführt wird. Zu einem Zeitpunkt t3 beginnt der Motor 1 sich zu drehen und fängt die Wellenform D bei einem niedrigen Wert und einer niedrigen Frequenz an.

Die Spannung V_n nimmt nach wie vor zu, wodurch die Menge Energie vergrössert wird, die d€;m Motor 1 zugeführt wird, so dass auch seine Geschwindigkeit und auch die Amplitude und die Freqvmz der Wellenform D zunehmen. Zu einem Zeitpunkt tk überquert die Wellenform D den Spannungspegel V2 zum ersten Mal, aber weil der Ausgang Q der bistabilen Sklavenschaltung 10 niedrig ist, ändert sich der Zustand der bistabilen Meisterschaltung 9 nicht. Zu einem Zeitpunkt t5 überquert die Wellenform D den Spannungspegel V3 zum ersten Mal und taktet die bistabile Sklavenschaltung 10, so

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dass das nächste Mal, wenn die Wellenform D den Spannungspegel V2 überschreitet, die bistabile Meisterschaltung 9 ihren Zustand ändert. Die Steuerschaltung G1 wirkt dann auf richtige Weise.

Zu einem Zeitpunkt t6 überschreitet die

Wellenform D den Spannungspegel V1 zum ersten Mal.
Während die Wellenform D oberhalb des Spannungspegels V1 liegt, sinkt die Wellenform K auf einen niedrigeren Spannungswert herab, schaltet das NAND-Gatter G5 zeitweilig die Stromquelle 15 aus und ist die Bezugsspannung

V zeitweilig konstant. Wenn jedoch die Wellenform D
R

zunächst den Spannungspegel V1 im Intervall zwischen
Tastimpulsen au einem Zeitpunkt t7 übersteigt, tritt
ein positiver Abtastimpuls in der Wellenform E auf und wird die Spannung V infolge eines Vergleichs mit der

Xl

Spannung V in der eingeschalteten Spannungsvergleichsschaltung COMP2 erhöht.

Zu einem Zeitpunkt t8 überquert die Wellenform D den Spannungspegel V4 zum ersten Mal im Intervall zwischen Tastimpulsen. Ein positiver Rücksetzimpuls tritt in der Wellenform G auf, der Kondensator C wird entladen und die Spannung V fällt auf die negative Spannungsklemme -V ab. Das NAND-Gatter G5 wird ausgeschaltet und schaltet die Stromquelle I5 aus. Die Spannung V bleibt dann konstant, bis sie zu einem Zeitpunkt

XV

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t9 infolge eines Vergleichs mit der Spannung V in der eingeschalteten Spannungsvergleichsschaltung COMP2 herabgesetzt wird. Die Spannung V hängt bei diesem ersten Vergleich nach dem ersten Rücksetzimpuls G von der Einstellung des Geschwindigkeitswählwiderstands R und der

Dauer des vorhergehenden Tastimpulses ab. Der Motor dreht sich mit einer niedrigeren als der gewählten Geschwindigkeit, so dass die Spannung V am Ende des Tastimpulses höher als die für die gewählte Geschwindigkeit gewünschte Spannung ist. Die Spannung V ist jedoch niedriger als die Spannung V zu diesem Zeitpunkt, wo-

durch V während des Vergleichs in der Spannungsvergleichsschaltung C0MP2 herabgesetzt wird. Die Spannung V ist auch niedriger als die zum Einschalten des NAND-Gatters G5 erforderliche Spannung, so dass die Anlassschaltung 8 unwirksam wird.

Mit zunehmender Geschwindigkeit des Motors nimmt die am Ende jedes Tastimpulses erreichte Spannung V ab, während die Spannung V_D während des auffolgenden Abtastimpulses E herabgesetzt wird, bis sie beide auf einem Wert stabilisiert werden, der für die gewählte Geschwindigkeit gewünscht wird.

Einige mögliche Abwandlungen im Rahmen der Erfindung der im Detail oben an Hand der Figuren 1 bis 10 beschriebenen Ausführungsform sind folgende.

Ein von einem Triac gesteuerter Wechselstromhauptschluss-

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elektromotor ist beschrieben, wobei der Triac während einer

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Zeitdauer in jeder Halbperiode der Netzspannung dadurch eingeschaltet wird, dass eine Rampenspannung mit einer Bezugsspannung V verglichen wird. Die Bezugsspannung V kann jedoch auf andere Weise benutzt werden, z.B. um einen weiteren Kondensator aufzuladen, damit ent weder der Triac oder ein anderer gesteuerter Feststorfschalter, z.B. ein Thyristor, entweder in jeder HaIb- periode oder in jeder zweiten Halbperiode, z.B. beim Einweggleichrichterbetrieb eines Elektromotors eingeschaltet wird, wobei der Elektromotor ein Gleichstrom- oder Vechselstrom- und ein Hauptschluss- oder Nebenschlussmotor sein kann.

Die Ausgangsspannung V wird nach der beschriebenen Ausführungsform mit einer Bezugsspannung

15~ V_n an einem Kondensator C_D verglichen, wobei das Ergebxi χι

nis des Vergleichs zum Aufladen oder Entladen des Kon densators C₀ zur Aenderung der Bezugsspannung V be-

Xv K

nutzt wird. Eine Bezugsspannung kann auf andere Weise abgeleitet werden und sie kann z.B. die Spannung an der Steuerelektrode eines Transistors sein und auf andere Weise durch Vergleich mit der Spannung V_ geändert werden.

Die Schaltung zur Verarbeitung des Wechsel stromausgangssignals des Tachogenerators, der die Span nungspegeldetektoranordnung 7» die Gatterschaltungen GI,

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G2 und G3 und den Spannungsgenerator 6 enthält, ist nach der obenstehenden Beschreibung in das Rückkopplungssystem einer Geschwindigkeitsregelschaltung eines Elektromotors eingebaut. Das Ausgangssignal des Spannungsgenerators 6 könnte aber auch für andere Zwecke verwendet werden, für die eine Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe eines Tachogenerators erforderlich ist. Innerhalb dieser Schaltung sind die Tastimpulsform F und die Rücksetzimpulsform G, die dem Spannungsgenerator 6 zugeführt werden, von wesentlicher Bedeutung zum Erzeugen der Spannung V . Die Abtastimpulsform E, die auch erzeugt wird, ist von Nutzen bei der besonderen Anwendung der Spannung V_, bei der beschriebenen Motorgeschwindigkeitsregelschaltung und kann auch für andere Zwecke vorteilhaft sein.

Die besondere Form der Gatterschaltung

G1, die von zwei Takteingangssignalen betrieben wird, die von zwei gesonderten Spannungspegeln des Ausgangssignals des Tachogenerators abgeleitet v^den, ist besonders vorteilhaft, um eine Immunität gegen Rauschen zu erhalten, wie beschrieben ist. Eine Tastimpulsform, wobei die Dauer jedes Tastimpulses der Drehgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist, kann aber von einer anders ausgebildeten Gatterschaltung, z.B. von einer Zweiteilerschaltung erzeugt werden, die auf durch Null gehende Impulse anspricht, die von dem Ausgangssignal des

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Tachogenerators abgeleitet werden.

Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

y 1.) Schaltung zur Verarbeitung des Wechselstrom-

ausgangssignals eines Tachogenerators, dessen Frequenz der Geschwindigkeit eines Rotors des Tachogenerators proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaltung enthält: eine Spannungspegeldetektionsanordming (7)» die auf das genannte Wechselstromausgangssignal (d) anspricht; eine erste Gatterschaltung (G1), die auf mindestens ein Ausgangssignal (CLS) der Detektionsanordnung (7) derart anspricht, dass Tastimpulse (f) erzeugt werden, deren Dauer der Drehgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist; eine zweite Gatterschaltung (G2), die auf ein Ausgangssignal (j) der Detektionsanordnung (7) und auf ein Ausgangssignal (f) der ersten Gatterschaltung (G1) derart anspricht, dass ein Rücksetzimpuls (g) nach einer Abtastperiode im Intervall zwischen den jeweiligen Tastimpulsen (F) erzeugt wird, und einen Spannungsgenerator (6), der auf jeden Rücksetzimpuls (s) derart anspricht, dass ein vorbestimmter Ausgangspegel erhalten wird, und der auf jeden Tastimpuls (F) derart anspricht, dass dieser Ausgangspegel mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit während der Dauer dieses Tastimpulses rampenartig geändert wird, wodurch der Ausgangspegel des Spannungsgenerators (6) während jeder Abtastperiode eine vorbestimmte Funktion

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der Drehgeschwindigkeit ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsanordnung (7) auf einen ersten (V2) und einen zweiten (V3) Spannungspegel des genannten Wechselstromsignals (d) mit entgegengesetzter Polarität derart anspricht, dass ein entsprechendes erstes und zweites Ausgangssignal erhalten werden, und dass die erste Gatterschaltung ein JK-Flipf"lop ist, das eine bistabile Meisterschaltung (9)ι die von dem genannten ersten Ausgangssignal (CLM) der Detektionsanordnung (7) getaktet wird, und eine bistabile Sklavenschaltung (1O) enthält, die von dem genannten zweiten Ausgangssignal (CLS) der Detektionsanordnung (7) getaktet wird.

3. Schaltung zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Elektromotors, wenn dieser Motor mit einem Tachogenerator gekoppelt ist, der ein Wechselstromausgangssignal liefert, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaltung einen gesteuerten Feststoffschalter (3) enthält, der deart mit dem Motor (1) in Reihe schaltbar ist, dass Energie in Form eines Impulses dem Motor (i) zugeführ wird, während der Schalter (3) eingeschaltet ist, und dass weiter Mittel, mit deren Hilfe eine Bezugsspannung (V ) erzeugt wird, wobei die Zeitdauer,

Xt

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i'HB 32547

während deren der Schalter eingeschaltet ist, von der genannten Bezugsspannung abhängig ist, und eine Rückkopplungsanordnung vorgesehen sind, die eine Schaltung nach Anspruch 1 oder 2 enthält und die genannte Bezugsspannung je nach dem Ausgangspegel des Spannungsgenerators (6) während jeder Abtastperiode ändern kann. k. Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Gatterschaltung G3 vorgesehen ist, die auf ein Ausgangssignal (H) der Detittionsanordnung (7) und auf ein Ausgangssignal (F ) der ersten Gatterschaltung (G1) derart anspricht, dass ein Abtastimpuls (e) während jeder Abtastperiode erzeugt wird; dass die Mittel zum Erzeugen einer Bezugsspannung (V₀) durch einen Kondensator (C ) gebildet werden, und dass Mittel (C0MP2) vorhanden sind, die auf jeden Abteistimpuls (e) derart ansprechen, dass ein Vergleich des Ausgangspegels (V ) des Spannungsgenerators (6) mit der Bezugsspannung (V ) durchgeführt

K.

wird, und auf einen Unterschied zwischen den verglichenen Spannungen derart anspricht, dass ein Strom geeigneter Polarität an den Kondensator (C_D) geliefert wird, um die Bezugsspannung (V_D) zu ändern.

5» Schaltung nach Anspruch 3 oder h, dadurch

gekennzeiihne t, dass der genannte Spannungsgenerator (6) einen Kondensator (C_) enthält, der während der Dauer

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jedes Tastimpulses (f) von einem Strom aufgeladen wird, dessen Wert der genannten, vorher bestimmten Geschwindigkeit entspricht, und dass eine Motorgeschwindigkeitswählschaltung Mittel zur Bestimmung des Wertes des Ladüngsstroms während jedes Tastimpulses enthält.

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