DE2929292A1

DE2929292A1 - Schaltung zur steuerung der motoransteuerung

Info

Publication number: DE2929292A1
Application number: DE19792929292
Authority: DE
Inventors: Toshihide Hanada; Yasuo Kominami; Katsuji Mizumoto; Saitama Sayama; Masahiro Yamamura
Original assignee: Hitachi Ltd; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Pioneer Corp
Priority date: 1978-07-19
Filing date: 1979-07-19
Publication date: 1980-02-07
Also published as: JPS5517222A; US4272709A; JPS6210115B2

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 V_ßE 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) = V_v beträgt und wenn der Strom der Stromquelle 11 I_Q beträgt, der Motorstrom I_L zu:

^(R3 + V ^(I0^R2 - 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 I_L zu:

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<^Rb-^Ra> <²⁾·

τς <^Rb^Ra

Mit K = R /R_b 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, R_b und der Strom I_Q 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 I_L 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

Ansprüche

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,

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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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,

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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