DE2929292A1 - Schaltung zur steuerung der motoransteuerung - Google Patents
Schaltung zur steuerung der motoransteuerungInfo
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Description
1. PIONEER ELECTRONIC CORPORATION, Tokyo
2. HITACHI, LTD., Tokyo
Japan
Schaltung zur Steuerung der Motoransteuerung
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Steuern der Ansteuerung eines Motors, die bezüglich Temperaturänderungen
stabil ist.
Fig. 1 zeigt ganz allgemein ein Drehzahlregelsystem für Motore. D. h.,das Drehzahlregelsystem bildet
eine Schleife, in der bei einem laufenden Motor 1 eine Spannung proportional der Drehzahl mittels eines
Drehzahl/Spannungs-Umsetzers 2 erhalten wird, wobei das erhaltene Signal und eine Spannung einer Bezugssignalquelle
3 mittels eines Vergleichers 4 miteinander verglichen werden, wobei das Vergleicher-Ausgangssignal
mittels eines Verstärkers 5 verstärkt wird, und wobei das verstärkte Ausgangssignal zum Ansteuern des Motors
1 verwendet wird. Damit der Motor 1 mit vorgegebener
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Drehzahl laufen kann, muß ein den Vergleicher bildender Differenzverstärker eine Verschiebung bzw. eirSTOffset
aufweisen. In der Praxis kann jedoch dam^wenn im Eingangssignal eine Verschiebung vorhanden ist, der
Differenzverstärker die Temperaturcharakteristik der Basis/Emitter-Spannung VßE nicht ausgleichen, die von
einem Kollektorstrom abhängt, wodurch eine Temperaturdrift auftritt, durch die die Drehzahl des laufenden
Motors sich stark ändert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zum Steuern bzw. Regeln der Ansteuerung des Motors anzugeben,
durch die die Drehzahl unabhängig von Temperaturänderungen stabil aufrechterhalten werden
kann.
Gemäß der Erfindung besitzt nicht der Differenzverstärker einen Offset, sondern vielmehr ein Verstärker,
wobei der Gewinn oder Verstärkungsfaktor auf einen kleinen Wert beschränkt ist und wobei die
Temperaturdrift aufgrund des Offsets bzw. der Verschiebung durch einen ausreichend großen Rückkopplungsbetrag
im Verstärker kompensiert wird, um nachteilige Effekte aufgrund Temperaturänderungen in der Schleife
aufs Äußerste zu verringern, die die Motordrehzahl steuert bzw. regelt.
Die Erfindung bezieht sich also auf eine temperaturkompensierte Schaltung zum Steuern bzw. Regeln der
Ansteuerung eines Motors mit einem Differenz-Vergleicher zum Vergleichen eines Drehzahlsignals eines laufenden
Motors mit einem Bezugssignal, und einem Rückkopplungsverstärker einschließlich eines Differenzverstärkers,
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der eine Eingangssignalverschiebung bzw. ein/=bffset besitzt.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein grundsätzliches Blockschaltbild einer herkömmlichen Schaltung zum
Steuern bzw. Regeln der Ansteuerung eines Motors,
Fig. 2 ein Blockschaltbild gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Die herkömmliche Schaltung wurde bereits oben erläutert.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der ein Motor 6 vorgesehen
ist. Die Fahrgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl des Motors 6 wird mittels elektrischer Ströme gesteuert
bzw. geregelt, die Eingangswicklungen L.. und L- zugeführt
werden. Eine der Drehzahl proportionale Wechselspannung wird an einer Ausgangswicklung L3 erzeugt.
Ein Spannungswandler 7 formt die Wechselspannung, die von dem Motor 6 erzeugt wird, in eine Gleichspannung
um, die der Drehzahl entspricht. Ein Vergleicher 9 vergleicht eine Ausgangsgleichspannung des Spannungswandlers 7 mit einer Bezugsspannung E2 einer Bezugssignalquelle
8. Weiter ist ein Rückkopplungsverstärker 10 vorgesehen, der bei Empfang einer Ausgangsspannung
V- des Vergleichers 9 einen Steuerstrom der Wicklung L1 des Motors 6 zuführt.
Gemäß der Erfindung besitzt der Vergleicher 9 keinen Offset bzw. keine Verschiebung. Folglich entsteht keine
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Temperaturdrift in dem den Vergleicher 9 bildenden Differenzverstärker. D. h., es wird zugelassen, daß
sich die Kollektorströme eines Paars bipolarer Transistoren ausgleichen, die in differentieller Weise
zur Bildung eines Differenzverstärkers miteinander verbunden sind, wodurch es möglich ist, zu verhindern,
daß sich der Ausgangsstrom durch Temperaturänderungen ändert. Den Offset bzw. die Verschiebung besitzt jedoch
der Rückkopplungsverstärker 10. Darüber hinaus ist der Rückkopplungsbetrag des Verstärkers ausreichend
erhöht, um die Temperaturdrift zu kompensieren.
Der Rückkopplungsverstärker 10 ist in folgender Weise ausgebildet. Eine Versorgung +B ist über eine
Stromquelle 11 mit dem Differenzverstärker verbunden,
der aus bipolaren Transistoren Q1 und Q2 mit Emitterwiderständen
R1 bzw. R- besteht, wobei eine Bezugsspannung E1 an der Basis des Transistors Q1 anliegt
und wobei die Basis des Transistors Q2 mit dem Ausgang
des Vergleichers 9 verbunden ist. Eine aktive Last' aus Transistoren Q3 bis Q5, die nach Art einer Stromspiegelschaltung
miteinander verbunden sind, ist an dem Differenzverstärker aus den Transistoren Q- und
Q2 angeschlossen, wobei der Transistor Q3 über einen
Emitterwiderstand R3 geerdet ist bzw. an Masse liegt und wobei der Transistor Q4 über einen Emitterwiderstand
R. und einen Stromerfassungswiderstand R5 geerdet ist bzw. an Masse liegt. Ein Punkt, an dem die Kollektoren
der Transistoren Q1 und Q3 miteinander verbunden sind,
ist mit der Basis eines Transistors Q^ verbunden, der
in einer Darlington-Schaltung mit einem Transistor Q6
zum Ansteuern des Motors 6 verbunden ist, wobei der Emitter des Transistors Q6 mit dem Stromerfassungs-
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und Rückkopplungswiderstand R5 verbunden ist und wobei
die Kollektoren der Transistoren Q6 und Q_ mit dem einen
Anschluß des Motors 6 verbunden sind.
Die Betriebsweise der so ausgebildeten Schaltung ist folgende. Wenn ein Motor 6 mit einer vorgegebenen
Drehzahl läuft, wird die Eingangs-Offset-Spannung
oder -Verschiebespannung des Differenzverstärkers des Vergleiahers 9 auf Null eingestellt, wodurch die positive
und die negative Eingangsspannung des Differenzverstärkers und dessen Ausgangsspannung zu V1 = V2 = E2
werden. Wenn daher der Motor 6 sich mit einer bewerteten Drehzahl dreht, können die durch Temperaturänderungen
hervorgerufenen Wirkungen im Vergleicher 9 beseitigt werden. Bezüglich des Rückkopplungsverstärkers 10
ergibt sich andererseits, wenn die Potentialdifferenz zwischen den beiden Basen der Transistoren Q1 und Q2
(E1 - V9) = Vv beträgt und wenn der Strom der Stromquelle
11 IQ beträgt, der Motorstrom IL zu:
(R3 + V (I0R2 - V - 1Q^ {R1 * R2
———
R5(R1 +
Wenn hierfür die Widerstandswerte die Beziehung R1 = R4 = R , und die Beziehung R2 = R3 = Rj3 besteht
und V=O beträgt, ergibt sich der Motorstrom IL
zu:
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<Rb-Ra>
<2)·
τς <RbRa
Mit K = R /Rb ergibt sich:
I1-R5
«χ = -I - _±ί ä_
1O *
Wie sich aus dem Obigen ohne weiteres ergibt, kann, wenn der Widerstandswert R, so gewählt ist,
daß er größer als R5 ist, d. h. Rj3^1 R5 r und wenn
der Strom I_ geeignet gewählt ist, ein Wert erhalten werden. D. h., daß, um einen Eingangssignal-Offset bzw.
eine -Verschiebung zu erhalten, die Widerstandswerte der Widerstände R5, Rb und der Strom IQ äo eingestellt
werden sollen, daß gilt:
Wenn daher die Widerstandswerte so gewählt sind, daß gilt: R1 = R4 = R und R- = R3 = R^r wenn das Verhältnis
ö< des Widerstandes R zum Widerstand R, geeignet
eingestellt ist und wenn der Widersfeandswert von
irgendeinem der beiden Widerstände geeignet gewählt ist, ist es möglich, einen bewerteten Strom IL des
Motors bei V = 0 zu erreichen.
Gemäß der erläuterten Erfindung kann ein bewerteter Motorstrom leicht dadurch erreicht werden, daß die
Potentialdifferenz zwischen den Basen der Transistoren Q1 und Qp auf Null eingestellt wird, die den Differenzverstärker
des Rückkopplungsverstärkers bilden, und zwar durch geeignetes Auswählen der Widerstandswerte der
Widerstände R1 bis R. und durch Bestimmen des Widerstandes
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auf Jeder Seite. Weiter ist der Vergleicher 9, der so eingestellt ist, daß er keinen Offset bzw. keine
Verschiebung besitzt, wenn der Motor mit einer bewerteten Drehzahl läuft, durch die Temperatur nicht nachteilig
beeinflußt. Die Temperaturdrift, die von dem Offset bzw. der Verschiebung des Rückkopplungsverstärkers
10 stammt, kann durch eine ausreichend hohe Stromrückkopplung im Rückkopplungsverstärker 10 verhindert bzw.
unterdrückt werden.
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Leerseite
Claims (4)
1. } Schaltung zum Steuern der LaufrDrehzahl eines
Motors, !
gekennzeichnet durch einen Vergleicher (9) zum Vergleichen eines Drehzahlsignals, das abhängig von der Ist-Drehzahl
des Motors (6) erzeugt ist,mit einem Bezugssignal und
einen Rückkopplungsverstärker (10) aus einem Differenzverstärker zum Zuführen eines Ansteuersignals
an den Motor (6) bei Empfang eines Ausgangssignals von dem Vergleicher (9), wobei der Differenzverstärker
eine Eingangssignal-Verschiebung besitzt.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differenzverstärker aufweist: einen ersten Transistor (Q1) und einen zweiten Transistor (Q2)/ die in differentieller Form verschaltet sind, wobei deren Emitter mit einer Schaltung (11) zur Konstantstromversorgung über einen ersten Emitterwiderstand (R-) bzw. einen zweiten Emitterwiderstand (R2) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differenzverstärker aufweist: einen ersten Transistor (Q1) und einen zweiten Transistor (Q2)/ die in differentieller Form verschaltet sind, wobei deren Emitter mit einer Schaltung (11) zur Konstantstromversorgung über einen ersten Emitterwiderstand (R-) bzw. einen zweiten Emitterwiderstand (R2) verbunden sind,
einen dritten Transistor (Q3) und einen vierten
Transistor (Q5), deren Kollektoren mit jeweils einem der Kollektoren von erstem bzw. zweitem Transistor
(Q-jf Q2) verbunden sind,
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909886/0758
einen dritten Emitterwiderstand (R3) und einen
vierten Emitterwiderstand (R4, R5)/ die zwischen einer
Potentialquelle und dem Emitter des dritten bzw. des vierten Transistors (Q3, Q5) angeschlossen sind,
eine Einrichtung (Q4) zum Verbinden des Kollektors
des vierten Transistors (Q5) mit dessen Basis zur Bildung einer Stromspiegelschaltung mittels des dritten
und des vierten Transistors (Q3, Q5)/ und
eine Ausgangseinrichtung (Q6, Q^), um den Kollektorstrom
des dritten Transistors (Q3) als Strom zum Ansteuern des Motors (6) herauszuführen, und
daß der Widerstandswert des ersten Emitterwiderstands (R1) sich von dem Widerstandswert des zweiten
Emitterwiderstands (R^) unterscheidet.
f
3. Schaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differenzverstärker einen bewerteten Laststrom als Ansteuerstrom dem Motor zuführt, wenn
die Potentialdifferenz zwischen dem an den Basen von erstem und zweitem Transistor (Q.., Q2) anliegenden
Potentialen Null beträgt.
4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der vierte Emitterwiderstand (R4, R5) einen
Gegenkopplungswiderstand enthält, wobei der Gegenkopplungswiderstand
mit der Ausgangseinrichtung (Qg/ Qt)
ve rbunden ist.
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5517222A (de) |
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1978
- 1978-07-19 JP JP8804378A patent/JPS5517222A/ja active Granted
-
1979
- 1979-07-18 US US06/058,872 patent/US4272709A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-07-19 DE DE19792929292 patent/DE2929292A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
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JPS5517222A (en) | 1980-02-06 |
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