DE2900541B2

DE2900541B2 - Steuersignalgeber für die Kommutierungseinrichtung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2900541B2
Application number: DE2900541A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hermann Ebert; Hans Grünleitner; Dipl.-Ing. Hans 8500 Nürnberg Kühnlein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1981-07-16
Also published as: JPS5594591A; US4292575A; NL8000082A; DE2900541A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuersignalgeber für die Kommutierungseinrichtung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors mit einer Ständerwicklung, mit mindestens π = 2 gegeneinander

J5 versetzten Rotorstellungsgebern, insbesondere magnetfeldempfindlichen Bauelementen, die von der Stellung des Rotors abhängige elektrische Ausgangssignale abgeben, welche bei stetiger Drehung des Rotors sich zeitlich stetig verändern, und mit einer Auswerteschaltung, die Steuersignale für die Kommutierungseinrichtung aus den Ausgangssignalen der Rotorstellungsgeber ableitet, wobei die Steuersignale die einzelnen Ansteuerzeitpunkte für die Halbleitersteuerelemente der Kommutierungseinrichtung festlegen und die Auswerteschaltung auch eine Verknüpfungsschaltung umfaßt, die ein die Rotorstellungsgeber verbindendes Widerstandsnetzwerk aufweist und der die Ausgangssignale der Rotorstellungsgeber zugeführt sind und die zumindest ein weiteres Steuersignal für die Kommutierungseinrichtung liefert, wobei jedes weitere Steuersignal zwischen den genannten Ansteuerzeitpunkten liegende weitere Ansteuerzeitpunkte festlegt.

Ein solcher Steuersignalgeber ist aus der DE-AS 25 39 625 bekannt. Dort wird bei einem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, dessen Ständerwicklung aus drei um 120° gegeneinander versetzten Einzelwicklungen besteht, durch Bildung der Vektorsumme der Ausgangssginale von zwei um 120° gegeneinander versetzten, als Rotorstellungsgeber eingesetzten Hallgeneratoren in einer Auswerteschaltung ein weiteres Steuersignal zur Festlegung der Ansteuerzeitpunkte der dritten Einzelwicklung abgeleitet. Die diesem Gleichstrommotor zugeordnete Kommutierungseinrichtung weist als Steuerelemente drei jeweils in Reihenschaltung zu den Einzelwicklungen angeordnete Transistoren auf, die nicht im Schaltbetrieb, sondern im Analogbetrieb durch die sich zeitlich stetig ändernden Steuersignale mehr oder weniger

durchlässig gesteuert werden. Dieser Steuersignalgeber ermöglicht nur einen dreipulsigen Betrieb eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors, dessen Gleichlaufeigenschaften hohen Ansprüchen nicht genügen.

Auch bei dem aus der DE-AS 25 47 764 bekannten elektronisch kommutierten Gleichstrommotor mit drei um 120° gegeneinander versetzten Einzelwicklungen sind als Rotorstellungsgeber nur zwei Hallgeneratoren eingesetzt, wobei die Steuersignale für zwei Einzel wick- ιυ lungen von jeweils einem Hallgenerator und das Steuersignal für die dritte Einzelwicklung durch Kombination der Ausgangssignale der beiden Hallgeneratoren abgeleitet sind. Die Speisung der Einzelwicklungen erfolgt hierbei mit rechteckigen Stromblöcken, wobei zum Schaltbetrieb der als Halbleitersteuerelemente eingesetzten Halbleiterschalter diesen Vorverstärkertransistoren zugeordnet sind, was zu einem komplizierten Schaltungsaufbau führt

Aus der DE-PS 13 01 854 ist es bei einem mehrere Polpaare aufweisenden kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem nur einem Polpaar zugeordneten Steuerorgan zur Ableitung der Steuersignale bekannt, Teile dieser Steuerorgane mit der Rotorwelle über ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe zu verbinden. Das Übersetzungsverhältnis ist hierbei derart gewählt, daß die Steuersignale für die weiteren Polpaare von dem einen Steuerorgan erzeugt werden können. Diese Lösung ist fertigungstechnisch sehr aufwendig. Bei der Würdigung des Standes der Technik ist in dieser Druckschrift in Spalte 2, Zeilen 29 bis 35 als bekannt angegeben, »bei Gleichstrommaschinen mit elektronisch gesteuerter Kommutierung, bei der als Hilfskommutator Hallspannungserzeuger verwendet werden, mit einem einzigen magnetfeldempfindlichen Organ auszukommen, wobei die Kommutierungssignale für die übrigen Ankerwicklungsabschnitte in einem Steuergerät gebildet werden.«

Ein weiterer Steuersignalgeber ist aus den »VDE-Fachberichter«, Heft 25, 1968, Seiten 147 bis 151, insbesondere Bild 5 und 7, bekannt. Dieser Steuersignalgeber wird bei einem Elektronikmotor eingesetzt, dessen Ständerwicklung aus vier Einzelwicklungen besteht, die paarweise in Wickelkammern eines Wickelkörpers liegen und räumlich und elektrisch im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die Ständerwicklung umschließt dabei einen zweipoligen Läufermagneten. Als Rotorstellungsgeber zur Lagemeldung des Läufermagneten sind zwei magnetfeldempfindliche Bauelemente vorgesehen, und zwar zwei so Hallgeneratoren, die ortsfest und um 90° el. gegeneinander versetzt angeordnet sind. Jeder Hallgenerator ist in der magnetischen Achse einer Einzelwicklung angeordnet Es handelt sich um eine sogenannte »0°-Versetzung«. Durch das Magnetfeld des umlaufenden Läufers werden beide Hallgeneratoren so angesteuert, daß sich die Hallspannung des einen sinusförmig, die des anderen cosinusförmig mit dem Drehwinkel ändert. Eine Auswerteschaltung (ebenda. Figur 9) leitet aus den Hallsignalen der beiden Hallgeneratoren Steuersignale für die Kommutierungseinrichtung ab. Diese Ableitung wird aus den Schnittpunkten der vier Hallsignale vorgenommen. Die Kommutierungseinrichtung ist mit vier Leistungstransistoren als Schaltelemente bestückt, die in Reihe zu den Einzelwicklungen liegen. Über die Leistungstransistoren werden die Ströme in den Einzelwicklungen gesteuert. Insbesondere kann es sich um einen vierpulsigen Betrieb handeln, bei dem die Auswerteschaltung als sogenannte 90°-Schaltung ausgebildet ist Hier folgen die einzelnen Strangströme einander im Abstand von 90° eL; eine Überlappung Tindet also kaum statt

Ein Steuersignalgeber der eingangs genannten Art ist auch aus der »Siemens-Zeitschrift«, April 1971, Seiten 20Ö bis 208, insbesondere Bi'd 2, bekannt Auch hier wird ein Läufer mit einem Polpaar verwendet Die Ständerwicklung weist hier ebenfalls vier Einzelwicklungen auf. Auch hier werden zwei um 90° eL gegeneinander versetzte Hallgeneratoren als Rotorstellungsgeber verwendet Diese sind nun aber nicht axial zu den Einzelwicklungen, sondern unter einem Winkel von 45° zwischen den Einzelwicklungen der Ständerwicklung angeordnet Es handelt sich dabei um eine sogenannte »45°-Versetzung«. Die Steuersignale für die Kommutierungseinrichtung werden mittels der Auswerteschaltung hier nicht aus den Schnittpunkten, sondern aus den Nulldurchgängen der beiden Hallspannungen abgeleitet Während einer Läuferumdrehung wird auch hier viermal kommutiert; es handelt sich also wiederum um einen vierpulsigen Betrieb.

Aus obigen Darlegungen wird deutlich, daß im Stande der Technik bisher entweder mit Ständerwicklung aus drei Einzelwicklungen, mit zwei Rotorstellungsgebern und mit dreipulsigem Betrieb oder aber mit Ständerwicklung aus vier Einzelwicklungen, mit zwei Rotorstellungsgebcrn und mit vierpulsigem Betrieb gearbeitet wurde. Im Interesse einer geringeren Drehmomentwelligkeit und dadurch größeren Laufruhe des Elektronikmotors ist es aber in vielen Anwendungsfällen wünschenswert, mit höherpulsigem Betrieb zu arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuersignalgeber der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit einem Minimum an Rotorstellungsgebern in Verbindung mit für höherpulsigem Betrieb geeigneten elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren durch einen höherpulsigen Betrieb verbesserte Gleichlaufeigenschaften erreichbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotorstellungsgeber um 180°/nel. gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß der Steuersignalgeber einem Gleichstrommotor zugeordnet ist, dessen Ständerwicklung zusätzliche, einen 4 n-pulsigen Betrieb ermöglichende Einzelwicklungen besitzt, daß zur Gewinnung der weiteren Steuersignale für die Kommutierung der zusätzlichen Einzelwicklungen die Verknüpfungsschaltung η als Komparatoren oder Hystereseschalter beschaltete Operationsverstärker aufweist, daß die weiteren Ansteuerzeitpunkte aus den Schnittpunkten der Ausgangssignale der Rotorstellungsgeber abgeleitet sind und daß als Halbleitersteuerelemente Halbleiterschalter eingesetzt sind.

Mit einem solchen Steuersignalgeber kann beispielsweise bei Verwendung von zwei Hallgeneratoren und acht Einzelwicklungen ein achtpulsiger und bei Verwendung von drei Hallgeneratoren und 12 Einzelwickiungen ein zwölfpulsiger Betrieb durchgeführt werden. Im stationären Zustand liegt hierbei jeweils ein weiterer Umschaltzeitpunkt in der Mitte zwischen zwei bisher verwendeten Umschaltzeitpunkten. Der Einsatz von Operationsverstärkern zum Aufbau der Verknüpfungsschaltung ergibt einen besonders kostengünstigen Aufbau.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von acht Figuren näher erläutert. Es

Fig. 1 einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersignalgebers,

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale der dabei verwendeten Rotorstellur.gsgeber,

F i g. 3 den zeitlichen Verlauf von Spannungen, die aus den Auügangssignalen durch Verknüpfung gewonnen sind,

F i g. 4 bis 7 den zeitlichen Verlauf von vier hieraus abgeleiteten Steuersignalen für die Kommutierungseinrichtung, und

Fig.8 einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersignalgebers.

In Fig. 1 ist ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor oder Elektronikmotor 1 dargestellt, der z. B. zum Antrieb eines Plattenspielers oder eines anderen Kleingeräts mit erwünschtem Gleichlauf verwendet werden kann. Der Gleichstrommotor 1 besitzt einen in Richtung des eingezeichneten Pfeiles umlaufenden Permanentmagnetläufer 2 mit einem Nordpol Λ/und einem Südpol S sowie eine Ständerwicklung, die aus acht Einzelwicklungen 3 bis 6 sowie 3' bis 6' besteht. Die Einzelwicklungen 3,5 und 3', 5' und 4,6 und 4', 6' sind paarweise im Winkel von 45° el und räumlich zueinander angeordnet. Sie sind mit ihrem einen Wicklungsende in Stern geschaltet und mit ihrem anderen Wicklungsende jeweils an eine Kommutierungseinrichtung 7 angeschlossen. Die Kommutierungseinrichtung 7'ist ein elektronischer Kommutator, der in bekannter Weise elektronische Schaltelemente wie insbesondere Transistoren enthält: diese Schaltelemente sind jeweils mit einer Einzeiwicklung 3,3' bis 6,6' in Reihe geschaltet. Zur Ansteuerung der Schaltelemente der Koinmutierungseinrichtung 7 ist eine von Steuersignalen A, B, C und D beaufschlagte Steuerschaltung 8 vorgesehen, die dafür sorgt, daß während einer elektrischen und räumlichen Umdrehung die Einzelwicklungen 3, 3' bis 6, 6' in acht untereinander verschiedenen Strompfaden bestromt werden, daß also ein achtpulsiger Betrieb vorliegt Die Reihenfolge der stromführenden Einzelwicklungen 3,3' bis 6,6' ist dabei 3-3'-4-4'-.5-5'-6-6''-3 usw., und bei Drehrichtungsumkehr umgekehrt. Abweichend davon können aber auch jeweils nacheinander jeweils zwei, drei oder auch maximal vier benachbarte Einzelwicklungen Strom führen. Die Reihenfolge des Ein- und Abschaltens bleibt dabei aber wie bereits beschrieben.

Zur Ansteuerung der elektronischen Steuerschaltung 8 mit den vier Steuersignalen A bis D dient ein Steuersignalgeber, der zwei Rotorstellungsgeber 9 und 10 umfaßt. Es ist zu betonen, daß der dargestellte Steuersignalgeber mit nur zwei Rotorstellungsgebern auskommt Diese beiden Rotorstellungsgeber 9, 10 geben von der Stellung des Permanentmagnetläufers 2 abhängige Ausgangssignale ai,a3 bzw. a 5, a 7 ab (vgL F i g. 2). Bei den beiden Rotorstellungsgebern 9 und 10 kann es sich insbesondere um magnetfeldempfindliche Bauelemente wie bevorzugt Hallgeneratoren handeln. Die Ausgangssignale al, a3 und a5, a7 können aber auch von optischen Rotorstellungsgebern 9, 10 kommen, die in Abhängigkeit von der Rotorstellung mehr oder weniger abgeschattet sind Es kann sich aber auch um entsprechend graduell bedampfte oder abgeschirmte Hochfrequenz-Steflungsgeber handeln. Die beiden Rotorstellungsgeber 9,10 müssen aber in jedem Fall so ausgestaltet sein, daß die Ausgangssignale a I, a 3 bzw. a 5, a 7 bei einer stetigen Rotation des Läufers 2 sich nicht sprunghaft verändern, d. h. nicht sprunghafte Signalübergänge aufweisen. Dabei können die Ausgangssignale a 1 bis a 7 insbesondere einen sinusförmigen, aber auch einen z. B. dreiecks- oder trapezartigen Zeitverlauf besitzen.

Im folgenden wird speziell davon ausgegangen, daß die beiden Rotorstellungsgeber 9 und 10 Hallgeneratoren sind. Diese sind um 90° magnetisch und elektrisch

ίο gegeneinander versetzt ortsfest angeordnet. Sie liegen axial zu den Einzelwicklungen 4,6 bzw. 3, 5 und tasten das vom Läufer 2 erzeugte, der Läuferstellung entsprechende Magnetfeld ab. Beide Hallgeneratoren sind in gleicher Weise (durch nicht gezeigte Bauelemen te) symmetrisch beschaltet, und die beiden Beschallun gen können parallel zueinander aus derselben Gleichstromquelle gespeist sein. Der zeitlich sinusförmige bzw. cosinusförmige Verlauf der Ausgangssignale a I, a 3 bzw. a 5, a 7 ist in F i g. 2 eingetragen. Die Zeitpunkte, zu denen gleiches Potential an den Klemmen eines

Hallgenerators herrscht, sind mit f 0, f 2, 14, i6, f 8 und

f10 und die in der Mitte dazwischen liegenden

Zeitpunkte mit 11,13, f 5,17 und 19 bezeichnet Es wurde bereits ausgeführt, daß der Steuersignalge-

ber nur zwei Rotorstellungsgeber 9 und 10 enthält. Diese wirken auf eine elektronische Auswerteschaltung und von hier aus auf die Steuerschaltung 8 derart ein, daß sich der erwähnte achtpulsige Betrieb ergibt Das wird im folgenden näher verdeutlicht

Die Auswerteschaltung umfaßt nach F i g. 1 zum einen einen Schaltungsteil mit zwei Operationsverstärkern U und 13 und zum anderen eine Verknüpfungsschaltung 20 mit zwei weiteren Operationsverstärkern 12 und 14 sowie einem Widerstandsnetzwerk 15. Die vier Operationsverstärker 11 bis 14 sind (in nicht gezeigter Weise) als Komparatoren oder bevorzugt auch als Hystereseschalter beschaltet Die Operationsverstärker 11 bis 14 haben die Eigenschaft, daß ihr Ausgangssignal, das als Steuersignal A, B, C bzw. D verwendet wird, sein Potential ändert, wenn die Eingangsspannung zwischen P-Eingang und N-Eingang ihre Polarität umkehrt Für die folgende Betrachtung sei angenommen, daß das Ausgangssignal A, B, C und D gleich Η-Signal ist wenn die zugehörige Eingangsspan nung positiv ist, und gleich L-Signal ist wenn die zugehörige Eingangsspannung negativ ist Es kommt demnach bei der Auswertung nicht auf die absolute Höhe der zugehörigen Eingangsspannung, sondern nur auf deren Polarität an. Bei Beschaltung als Schweliwert- oder Hystereseschalter liegt ein Zweipunktverhalten vor. Es können damit Schwingungen bei Beginn eines Kippvorganges vermieden werden.

Nach F i g. 1 werden die Ausgangssignale a 1 und a 3 (vgl. F i g. 2) des Rotorstellungsgebers 9 dem P-Eingang bzw. dem N-Eingang des Operationsverstärkers 11 zugeführt. Dessen Ausgangssignal A in Abhängigkeit vom Rotorstellungswinkel φ und — bei gleichmäßiger Drehung — von der Zeit t ist in Fig.4 gezeigt Das Ausgangssignal A ist Η-Signal, solange zwischen P- und N-Eingang eine positive Eingangsspanmmg liegt, also für einen Winkel von 180°, und es ist anschließend L-Signal, solange die Eingangsspannung negativ ist, also ebenfalls für 180°. Die Umschaltzeitpnnkte des Ausgangssignals A sind durch die Nullpunkte f 0, r4 und f 8 der Emgangsspannung des Operationsverstärkers 11 festgelegt

Entsprechend sind nach Fig. 1 auch die beiden Ausgangssignale a 7 und a 5 (vgl. F i g. 2) des Rotorstel·

lungsgebers 10 dem P- bzw. dem N-Eingang des Operationsverstärkers 13 zugeführt. Dessen Ausgangssignal C ist in F i g. 6 gezeigt. Es ist gegenüber dem Ausgangssignal A um 90° nach rechts verschoben. Die Umschaltzeitpunkte 12, 16 und 110 dieses Ausgangsignals C sind entsprechend aus den Nullpunkten der Eingangsspannung des Operationsverstärkers 13 hergeleitet.

Nach Fig. t werden zusätzlich die Ausgangssignale a 1, a 3 und a 5, a 7, die alle dieselbe Amplitude besitzen, in bestimmter Weise durch das Widerstandsnetzwerk 15 in der Verknüpfungsschaltung 20 miteinander verknüpft. Das Widerstandsnetzwerk 15 umfaßt acht ohmsche Widerstände 21 bis 28 von jeweils gleicher Bemessung, die paarweise miteinander in Reihe geschaltet sind.

Zwischen der ersten Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 9 und der ersten Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 10 liegt die Reihenschaltung der Widerstände 21 und 22. Ihr Mittelanschluß 31 ist mit dem P-Eingang des Operationsverstärkers 12 verbunden. Der N-Eingang dieses Operationsverstärkers 12 ist an den Mittelanschluß 33 der aus den beiden ohmschen Widerständen 23 und 24 bestehenden Reihenschaltung angeschlossen. Diese ist einerseits an die zweite Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 9 und andererseits an die zweite Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 10 angeschlossen.

Der Verlauf der sich an den MiUelanschlüssen 31 und 33 ergebenden Spannungen a 31 bzw. a 33 ist in F i g. 3 dargestellt. Der Verlauf beider Spannungen a 31 und a 33 ist sinusförmig. Beide Spannungen a 31 und a 33 sind um 180° gegeneinander phasenverschoben. Auch hier gilt wieder, daß das Ausgangssignal B des Operationsverstärkers 12 bei positiver Eingangsspannung Η-Signal und bei negativer Eingangsspannung L-Signal ist. Aus F i g. 3 wird deutlich, daß ein Wechsel des Ausgangssignals B jeweils bei einem Nulldurchgang der Spannungen a 31 und a 33 stattfindet Demzufolge ist das Ausgangssignal B nach F i g. 5 gegenüber dem Ausgangssignal A um 45° nach rechts verschoben. Es ergeben sich weitere Umschaltzeitpunkte 11, f 5 und f 9. Die Umschaltzeitpunkte rl, f5 und f9 liegen jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Umschaltzeitpunkten f0, ί 4,18 und f 2, 16,1 10 der Ausgangssignale Λ und C

Zwischen die zweite Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 9 und die erste Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 10 ist die Reihenschaltung der beiden ohmschen Widerstände 25 und 26 geschaltet. Ihr Mittelanschluß 35 liegt am P-Eingang des Operationsverstärkers 14. Und zwischen die erste Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 9 und die zweite Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 10 ist die Reihenschaltung der Widerstände 27 und 28 geschaltet Ihr Mittelanschluß 37 liegt am N-Eingang des Operationsverstärkers 14.

Der Verlauf der sich an den Mittelanschlüssen 35 und 37 ergebenden Spannungen a 35 und a 37 ist ebenfalls in Fi g. 3 dargestellt Diese sind gegenüber den Spannungen a 31 und a 33 um 90° nach rechts verschoben. Ein Nulldurchgang der beiden Spannungen a 35 und a 37 bewirkt jeweils einen Wechsel des Ausgangssignals D. Der Verlauf dieses Aasgangssignals D ist in Fig.7 gezeigt Danach ist das Ausgangssignal D gegenüber dem Ausgangssignal A um 135° nach rechts verschoben. Die Umschaltzeitpunkte *3 und f 7 entsprechen, wie eine Betrachtung von Fi g. 2 zeigt, Schnittpunkten der beiden Ausgangssignale a 1 und a 7.

Eine zusammenfassende Betrachtung der F i g. 4 bis 7 ergibt, daß die Anstiegs- und Abfallflanken des Ausgangssignals B zwischen den Anstiegs- bzw. Abfallflanken der Ausgangssignale A und Cund daß die Anstiegs- und Abfallflanken des Ausgangssignals D zwischen den Anstiegs- bzw. Abfallflanken der Ausgangssignale C und A liegen, und zwar jeweils in der Mitte.

ίο Durch die Steuerschaltung 8, die verschiedenartig aufgebaut sein kann, können aus den Ausgangssignalen A bis D Signale für achtpulsige Betriebsart abgeleitet werden. Diese Steuerschaltung 8 verknüpft die Signale A bis D so, daß die Bestromung nach der erwähnten Reihenfolge erfolgt.

Es soll noch auf einen Vorteil hingewiesen werden, den der dargestellte Steuersignalgeber aufweist. Er kann nämlich nicht nur für den achtpulsigen Betrieb eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors eingesetzt werden. Vielmehr erlaubt er auch den vierpulsigen Betrieb bei einem Elektronikmotor, bei dem die beiden Hallgeneratoren räumlich übereinstimmend mit den magnetischen Achsen der Ständerwicklung angeordnet sind, als auch bei Motoren, bei denen die Hallgeneratoren um 45° gegenüber den Wicklungsachsen versetzt (»45° -Versetzung«) sind.

Abweichend von der Darstellung läßt sich eine Auswerteschaltung mit Verknüpfungsschaltung, bestehend aus einem Widerstandsnetzwerk und mehreren Operationsverstärkern, auch bei einem Elektronikmotor mit aus sechs Einzelwicklungen bestehender Ständerwicklung und drei Rotorstellungsgebern, die um 120° el gegeneinander versetzt sind, einsetzen.
In Fig.8 ist eine weitere Ausführungsform eines Steuersignalgebers dargestellt. Für entsprechende Bauelemente werden hier dieselben Bezugszeichen verwendet wie in F ig. 1.

Beim Steuersignalgeber nach Fig.8 wird ein Widerstandsnetzwerk nicht benötigt Werden hier als Rotorstellungsgeber 9, 10 Hallgeneratoren üblicher Bauart eingesetzt, so müssen diese steuerstrommäßig parallel geschaltet sein. Weiterhin müssen sie hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit und ihrer ohmschen Nullkomponente gleiche Werte haben. Es muß sich also um ausgesuchte Exemplare handeln. Wie bei F i g. 1 sind auch hier die beiden Anschlußklemmen des ersten Rotorstellungsgebers 9 direkt mit den beiden Eingängen des Operationsverstärkers 11 verbunden. Entsprechend sind auch die beiden Anschlußklemmen des zweiten

so Rotorstellungsgebers 10 direkt mit den beiden Eingängen des Operationsverstärkers 13 verbunden. Somit erhält man die Steuersignale A und C Zur Abgabe der zusätzlichen Steuersignale B und D ist eine Verknüpfungsschaltung 40 mit zwei weiteren Operationsverstärkern 42 bzw. 44 vorgesehen. Die Verknüpfungsschal tung 40 für diese Operationsverstärker 42, 44 besteht vorliegend in einer direkten Leitungsverbindung zu einer der Anschlußklemmen der beiden Rotorstellungsgeber 9 und 10. Im einzelnen ist beim Operationsver- stärker 42 der N-Eingang mit der zweiten Anschlußklemme des Rotorsteuungsgebers 9 (Signal a 3) und der P-Eingang mit der ersten Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 10 (Signal a 7} verbunden. Stattdessen könnte dem N-Eingang auch das Signal a 5 und dem

es P-Eingang das Signal al zugeführt sein. Beim Operationsverstärker 44 ist der N-Eingang mit der zweiten Anschlußklemme des Rotorstelhmgsgebers 10 (Signal a S) und der P-Eingang nut der zweiten

Anschlußklemme des Rotorstellungsgebers 9 (Signal a 3) verbunden. Stattdessen könnte dem N-Eingang auch das Signal a 1 und dem P-Eingang das Signal a 7 zugeführt sein. Wie sich leicht aus F i g. 2 und F i g. 3 herleiten läßt, ergeben die beiden genannten Schaltverknüpfungen Steuersignale B und D entsprechend F i g. 5 bzw. F i g. 7.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuersignalgeber für die Kommutierungseinrichtung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors mit einer Ständerwicklung, mit mindestens π = 2 gegeneinander versetzten Rotorstellungsgebern, insbesondere magnetfeidempfindlichen Bauelementen, die von der Stellung des Rotors abhängige elektrische Ausgangssignale abgeben, welche bei stetiger Drehung des Rotors sich zeitlich stetig verändern, und mit einer Auswerteschaltung, die Steuersignale für die Kommutierungseinrichtung aus den Ausgangssignalen der Rotorstellungsgeber ableitet, wobei die Steuersignale die einzelnen Ansteuerzeitpunkte für die Halbleitersteuerelemente der Kommutierungseinrichtung festlegen und die Auswerteschaltung auch eine Verknüpfungsschaltung umfaßt, die ein die Rotorstellungsgeber verbindendes Widerstandsnstzwerk aufweist und der die Ausgangssignale der Rotorstellungsgeber zugeführt sind und die zumindest ein weiteres Steuersignal für die Kommutierungseinrichtung liefert, wobei jedes weitere Steuersignal zwischen den genannten Ansteuerzeitpunkten liegende weitere Ansteuerzeitpunkte festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorstellungsgeber (9, 10) um 180° in el. gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß der Steuersignalgeber einem Gleichstrommotor (1) zugeordnet ist, dessen Ständerwicklung zusätzliche, einen 4 n-pulsigen Betrieb ermöglichende Einzelwicklungen (3', 4', 5', 6') besitzt, daß zur Gewinnung der weiteren Steuersignale (B, D) für die Kommutierung der zusätzlichen Einzelwicklungen (3', 4', 5', 6') die Verknüpfungsschaltung (20; 40) π als Komparatoren oder Hystereseschalter beschaltete Operationsverstärker (12, 14; 42, 44) aufweist, daß die weiteren Ansteuerzeitpunkte (t 1,13, <5,17) aus den Schnittpunkten der Ausgangssignale (a I, a 3, a 5, a 7) der Rotorstellungsgeber (9, 10) abgeleitet sind und daß als Halbleitersteuerelemente Halbleiterschalter eingesetzt sind (F ig. 1 und 8).

2. Steuersignalgeber nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang jedes Operationsverstärkers (12, 14; 42, 44) mit mindestens einem der Rotorstellungsgeber (9,10) und der andere Eingang dieses Operationsverstärkers (12, 14; 42, 44) mit mindestens einem anderen der Rotorstellungsgeber (9, 10) elektrisch leitend verbunden ist (F i g. 1 und 8).

3. Steuersignalgeber nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang jedes Operationsverstärkers (42, 44) mit nur einem Rotorstellungsgeber (9, 10) und der andere Eingang mit nur einem anderen Rotorstellungsgeber (9, 10) direkt verbunden ist (F i g. 8).

4. Steuersignalgeber nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 mit η = 2 Rotorstellungsgebern für einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, der eine Ständerwicklung mit acht Einzelwicklungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von insgesamt 4 Steuersignalen (A bis D) für einen achtpulsigen Betrieb zum einen zwei Operationsverstärker (11,13) deren beide Eingänge mit den beiden Anschlußklemmen jeweils eines der beiden Rotorstellungsgeber (9,10) direkt verbunden sind und zum anderen zwei weitere Operationsverstärker (12, 14; 42, 44), deren Eingänge jeweils mit Anschlußklemmen von beiden Rotorstellungsgebern

(9,10) verbunden sind, vorgesehen sind (F i g. 1 und 8).

5. Steuersignalgeber nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der weiteren Steuersignale der eine Eingang des Operationsverstärkers (z. B. 12) mit dem Mittelanschluß (31) einer aus zwei gleichbemessenen ohmschen Widerständen (21, 22) bestehenden Reihenschaltung, die zwischen der ersten Anschlußklemme des zweiten Rotorstellungsgebers (10) liegt, und daß der andere Eingang dieses Operationsverstärkers (z. B. 12) mit dem Mittelanschluß (33) einer aus zwei weiteren, ebenfalls gleichbemessenen ohmschen Widerständen (23, 24) bestehenden Reihenschaltung, die zwischen der zweiten Anschlußklemme des ersten Rotorstellungsgebers (9) und der zweiten Anschlußklemme des zweiten Rotorstellungsgefaers (10) liegt, verbunden ist (Fi)

6. Steuersignalgeber nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Steuersignale (B, D) den den zusätzlichen Einzelwicklungen (3', 4', 5', 6') zugehörigen Halbleiterschaltern zugeführt sind, die jeweils mit einer der zusätzlichen Einzelwicklungen (3', 4', 5', 6') in Reihe geschaltet sind (F i g. 1).