DE2935013A1 - Brushless DC motor with rapid braking - brakes rotor by closing transistor switches normally used for commutating stator windings - Google Patents

Brushless DC motor with rapid braking - brakes rotor by closing transistor switches normally used for commutating stator windings

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DE2935013A1
DE2935013A1 DE19792935013 DE2935013A DE2935013A1 DE 2935013 A1 DE2935013 A1 DE 2935013A1 DE 19792935013 DE19792935013 DE 19792935013 DE 2935013 A DE2935013 A DE 2935013A DE 2935013 A1 DE2935013 A1 DE 2935013A1
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Ing.(grad.) Hermann Berger
Thomas Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg Morath
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24Arrangements for stopping

Abstract

The motor has two or more stator windings and a permanently- magnetic rotor. The windings are switched according to rotor position. The rotor is braked by closing the switches together. Each winding is connected to a resistor. Each switch is shunted by an antiparallel rectifier diode that closes the circuit carrying the braking current. A switch disables the detectors sensing rotor position and generates the signals for closing when braking occurs. The resistors are also used for measuring current and are consequently connected to high-ohmic coupling resistors. The switches are transistors and are connected to a resistance network coupled to the supply. The advantage lies in fewer components, reliability and rapid braking.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kollektorlosenThe invention relates to a brushless

Gleichstrommotor gemäß Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Ein derartiger Motor ist aus der DE-OS 28 09 314 bekannt, in welcher die Wicklungen auf einem Stator gegeneinander elektrisch versetzt angeordnet sind. Die Ansteuerung der Wicklungsphasen erfolgt über Schalttr<asistoren sowie Hall-Sensoren, welche dem Rotormagnetfeld ausgesetzt sind und somit der jeweiligen Rotorstellung entsprechende Signale erzeugen. Aus diesen werden zyklisch aufeinanderfolgende Ansteuersignale für die Schalttransistoren gebildet, so daß mittels der Wicklungsphasen ein Drehfeld für den Motorbetrieb erzeugt wird. Darüber hinaus ist aus der DE-ÄS 22 38 627 ein derartiger Gleichstrommotor bekannt, bei welchem zum Bremsen des Rotors eine Stromregeleinrichtung vorgesehen ist, welche über Gleichrichterdioden mit den Statorwicklungen verbunden ist. Es ist hierzu ein nicht unerheblicher Schaltungsaufwand erforderlich.DC motor according to the preamble of the first claim. A Such a motor is known from DE-OS 28 09 314, in which the windings are arranged electrically offset from one another on a stator. The control the winding phases are carried out via switching transformers and Hall sensors, which are exposed to the rotor magnetic field and thus corresponding to the respective rotor position Generate signals. These are used to generate control signals that follow one another cyclically formed for the switching transistors, so that a rotating field by means of the winding phases is generated for engine operation. In addition, from DE-ÄS 22 38 627 a Such a direct current motor is known, in which a current control device for braking the rotor is provided, which is connected to the stator windings via rectifier diodes is. This requires a not inconsiderable amount of circuitry.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kollektorlose-1 Gleichstrommotor der genannten Art derart auszubilden, daß mit einem geringen Aufwand eine zuverlässige und schnelle Bremsung erzielt wird.The invention is based on the object of a brushless-1 direct current motor of the type mentioned in such a way that a reliable one with little effort and rapid braking is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die im ersten Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.This object is given by the one specified in the first claim Features solved.

Die Erfindung zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau aus, da zusätzlich nur die Widerstände und ein als Gleichrichter wirkendes Halbleiterelement erforderlich sind. Zweckmäßigerweise sind die Schaltelemente und Gleichrichter jeweils in einer Einheit integriert.The invention is characterized by a particularly simple structure because only the resistors and a semiconductor element acting as a rectifier are also used required are. The switching elements and rectifiers are expediently each integrated in one unit.

Zur gemeinsamen Durchsteuerung der Schaltelemente wird in einfacher Weise ein entsprechendes Ansteuersignal auf die Schaltelemente geführt. Die genannten Widerstände werden zweckmäßig derart dimensioniert, daß sie sowohl als Bremswiderstände als auch als Meßwiderstände zur Erfassung des Strom-Istwertes dienen, wobei noch entsprechende Auskoppelwiderstände vorgesehen werden. In einer bevorzugten Weiterbildung ist den Wicklungen eine Stromversorgungsstufe vorgeschaltet, welche über einen Drehzahlregler und Stromregler angesteuert wird. Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, den Stromregler derart auszubilden, daß sowohl eine Anlaufstronbegrenzung als auch ein Zerstörschutz erreicht wird. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.It is easier to control the switching elements together Way, a corresponding control signal to the Switching elements out. The mentioned resistors are expediently dimensioned in such a way that they both as braking resistors as well as measuring resistors for recording the actual current value serve, whereby appropriate decoupling resistors are also provided. In a In a preferred further development, a power supply stage is connected upstream of the windings, which is controlled via a speed controller and current controller. It turned out to be proved to be very advantageous to design the current regulator in such a way that both a start-up current limitation as well as protection against destruction is achieved. Further advantages result from the Dependent claims and the embodiment.

In der Zeichnung ist ein Prinzipschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines kollektorlosen Gleichstrommotors dargestellt, enthaltend drei am Stator um jeweils 1200el entsprechend 3600 geteilt durch Zahl der Wicklungen gegeneinander versetzt angeordnete Wicklungen 1, 2, 3 sowie einen permanentmagnetischen Rotor 4. Den Wicklungen 1, 2, 3 sind als Schaltelemente Transistoren 5, 6, 7 und weiterhin Widerstände 8, 9, 10 nachgeschaltet. Diese Widerstände sind derart dimensioniert, daß sie beim Bremsen des Rotors 4 die jeweilige Bremsleistung aufnehmen können und andererseits im Motorbetrieb eine Strombegrenzung bewirken.The drawing shows a basic circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of a brushless DC motor, containing three on the stator 1200el corresponding to 3600 divided by the number of windings against each other staggered windings 1, 2, 3 and a permanent magnetic rotor 4. The windings 1, 2, 3 have transistors 5, 6, 7 and further as switching elements Resistors 8, 9, 10 connected downstream. These resistors are dimensioned in such a way that that they can absorb the respective braking power when braking the rotor 4 and on the other hand, cause a current limitation in motor operation.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Widerstände 8, 9, 10 jeweils einen Widerstand von 1 Ohm für eine Beistung von 10 Watt auf. Die Widerstände sind mit hochohmigen Auskoppel-Widerständen 11, 12, 13 verbunden und am Verbindungspunkt 14 steht somit der Strom-Istwert an. Die Widerstände 8, 9, 10 stellen somit auch die Meßwiderstände für den durch die Statorwicklungen 5, 6, 7 fließenden Strom dar.In a preferred embodiment, the resistors 8, 9, 10 each have a resistance of 1 ohm for an output of 10 watts. The resistances are connected to high-resistance decoupling resistors 11, 12, 13 and at the connection point 14 is the actual current value. The resistors 8, 9, 10 are thus also represent the measuring resistances for the current flowing through the stator windings 5, 6, 7.

Zur Erfasung der jeweiligen Winkelstellung des Rotors 4 sind auf dem Stator Hall-Sensoren 15, 16, 17 angeordnet.To detect the respective angular position of the rotor 4 are Hall sensors 15, 16, 17 are arranged on the stator.

Die Hall-Sensoren werden von einer Spannung U5 eingespeist, welche je nach Stellung der Schaltvorrichtung 18 entweder gleich groß ist wie die Versorgungsspannung UE oder aber gleich Null ist. Die Hall-Sensoren sind am Stator um jeweils 1200el -entsprechend 3600el geteilt durch N = 3- angeordnet und erzeugen infolge des Rotormagnetfeldes jeweils Impulse von 180 es. Die Ausgänge der Hall-Sensoren 15, 16, 17 sind jeweils auf ohmsche Spannungsteiler mit den im wesentlichen gleich großen Widerständen 20 bis 25 geführt. Jeder Spannungsteiler liegt an der Speisespannung U5 und ist über einen Transistor 26, 27 bzw. -8 mit Masse verbunden. Jeder Ausgang der Hall-Sensoren ist insbesondere über eine in Sperrichtung geschaltete Diode 31, 32, 33 sowie über einen Widerstand 35, 36, 37 mit der Versorgungsspannung UE verbunden. Um aus den jeweils 1800el andauernden Signalen der Hall-Sensoren 15, 16, 17 die zur Ansteuerung der Schalttransistoren 5, 6, 7 erforderlichen Signale von jeweils 1200el zu erzeugen, sind die Widerstande 35, 36, 37 zyklisch vertauscht über Dioden 38, 39, 34 mit den Transistoren 26, 27, 28 verbunden. Geht man einmal davon aus, daß das Signal des Hall-Sensors 15 gerade erscheint, so liegt die Basis des Transistors 5 auf positivem Potential und der Transistor 5 wird durchgesteuert.The Hall sensors are fed by a voltage U5, which depending on the position of the switching device 18 is either the same as the supply voltage UE or is equal to zero. The Hall sensors are on the stator by 1200el each -Accordingly 3600el divided by N = 3- arranged and generate due to the rotor magnetic field pulses of 180 es each. The outputs of the Hall sensors 15, 16, 17 are respectively to ohmic voltage dividers with resistors 20 of essentially the same size up to 25. Each voltage divider is connected to the supply voltage U5 and is above a transistor 26, 27 or -8 connected to ground. Each output of the hall sensors is in particular via a diode 31, 32, 33 connected in the reverse direction and via a resistor 35, 36, 37 is connected to the supply voltage UE. To get out of the 1800el continuous signals from Hall sensors 15, 16, 17 for control of the switching transistors 5, 6, 7 to generate the required signals of 1200el each, the resistors 35, 36, 37 are cyclically exchanged via diodes 38, 39, 34 with the Transistors 26, 27, 28 connected. Assuming that the signal of the Hall sensor 15 just appears, the base of transistor 5 is positive Potential and the transistor 5 is turned on.

0 Hat sich der Rotor um 120 es gedreht, so erscheint das positive Signal des Hall-Sensors 16, so daß sowohl der Transistor 6 durchgesteuert wird als auch der Transistor 27.0 If the rotor has turned 120 es, the positive appears Signal of the Hall sensor 16, so that both the transistor 6 is turned on as also the transistor 27.

Über die I(ollektor-Emitter-Strecke vom Transistor 27 liegt nunmehr die Basis vom Transistor 5 auf Masse und der Transisor 5 sperrt. Der Transistor 5 bleibt solange gesperrt, bis wiederum, d.h. nach insgesamt 360 0es das positive Signal des Hall-Sensors 15 erscheint. In entsprechender Weise erfolgt die Ansteuerung der Transistoren 6 und 7.Across the I (collector-emitter path from transistor 27 is now the base of the transistor 5 to ground and the transistor 5 blocks. The transistor 5 remains blocked until again, i.e. after a total of 360 0es, the positive The signal from the Hall sensor 15 appears. The control takes place in a corresponding manner of transistors 6 and 7.

Soll nun der Rotor gebremst werden, wird mittels der Schaltvorrichtung 18 die Steuerspannung U5 auf Masse gelegt, so daß auch die Hall-Sensoren keine Signale erzeugen.If the rotor is now to be braked, the switching device 18th the control voltage U5 is connected to ground, so that the Hall sensors do not have any signals either produce.

Da aber die Basis der Uransistoren 5, 6, 7 über die Widerstände 35, 36, 37 mit der Versorgungsspannung UE verbunden bleiben, sind auch sämtliche Transistoren 5, 6, 7 durchgesteuert. Infolge des sich drehenden permanentmagnetischen Rotors 4 werden in den Wicklungen Spannungen induziert. Betrachtet man einmal eine positive Spannung in der Wicklung 1, so erkennt man, daß über den Transistor 5, den Bremswiderstand 8 ein Strom fließt, welcher dann über die beiden anderen Bremswiderstände 9, 10 sowie die Freilauf-Dioden 42, 43 zum Sternpunkt der Wicklungen zurückfließt. Mittels der den Transistoren 5, 6, 7 parallel geschalteten Freilaufdioden 41, 42, 43 und der Freilaufdiode 45 wird somit eine Vollwellenbremsung erreicht, welche eine sehr schnelle Bremsung gewährleistet.But since the base of the urransistors 5, 6, 7 via the resistors 35, 36, 37 remain connected to the supply voltage UE, so are all transistors 5, 6, 7 open. As a result of the rotating permanent magnet rotor 4 voltages are induced in the windings. If you look at a positive one Voltage in the winding 1, it can be seen that the transistor 5, the braking resistor 8 a current flows, which then flows through the other two braking resistors 9, 10 and the freewheeling diodes 42, 43 flows back to the star point of the windings. Means of the free-wheeling diodes 41, 42, 43 and connected in parallel with the transistors 5, 6, 7 the freewheeling diode 45 is thus achieved a full wave braking, which is a very fast braking guaranteed.

Die Transistoren 5, 6, 7 sowie die Dioden 41, 42, 43 sind zweckmäßig jeweils in einer Einheit zusammengefaßt. Falls hinsichtlich der Bremszeit keine hohen Anforderungen bestehen, kann auch nur die Freilaufdiode 45 vervendet werden, welche zwischen Masse und Sternpunkt der Wicklungen 5, 6, 7 in Durchladrich->ung geschaltet ist.The transistors 5, 6, 7 and the diodes 41, 42, 43 are useful each grouped in one unit. If none in terms of braking time high requirements exist, only the freewheeling diode 45 can be used, which between ground and star point of the windings 5, 6, 7 in Durchladrich-> ung is switched.

Den Wicklungen 1, 2, 3 ist eine als Schaltregler ausgebildete Stromversorgungsstufe mit Transistoren 46 und der Diode 45 sowie ein Glättungsglied mit einer Drossel 48 und einem Kondensator 49 vorgeschaltet. Der Drehzahl-Istwert des Rotors 4 wird aus dem Signal des Hall-Sensors 15 mittels eines Frequenz-Spannungswandlers 50 gebildet und einem Differenzverstärker 51 zugeführt, an dessen anderen Eingang der Drehzahl-Sollwert anliegt. Dem Differenzverstärker 51 ist ein Transistor 52 nachgeschaltet, über welchen die Stromversorgungsstufe 46, 47 angesteuert wird.The windings 1, 2, 3 have a power supply stage designed as a switching regulator with transistors 46 and the diode 45 and a smoothing element with a choke 48 and a capacitor 49 connected upstream. The actual speed value of the rotor 4 is formed from the signal of the Hall sensor 15 by means of a frequency-voltage converter 50 and fed to a differential amplifier 51, at the other input of which the speed setpoint value is present. The differential amplifier 51 is followed by a transistor 52 via which the power supply stage 46, 47 is controlled.

Ist beispielsweise die Drehzahl geringer als der Sollwert, so ist der Transistor 52 durchgesteuert, so daß auch die Emitter-Basis-Spano;trng vom Transistor 46 relativ groß ist. Daher wird auch der Transistor 47 durchgesteuert und am Sternpunkt der Wicklungen 19 2, 3 liegt eine hohe Spannung. Die Drehzahl des Rotors 4 wird sicn so lange erhöhen, bis der Drehzahl-Istwert dem Sollwert entspricht.For example, if the speed is lower than the setpoint, so the transistor 52 is turned on, so that the emitter-base Spano; trng vom Transistor 46 is relatively large. The transistor 47 is therefore also turned on and at the star point of the windings 19 2, 3 there is a high voltage. The speed of the rotor 4 will increase until the actual speed value corresponds to the setpoint.

Es ist ferner eine überlagerte Stromregelung mit einem Difterenzverstärker bzw. Komparator 53 vorgesehen, welchem über den Verbindungspunkt 14 der Strom-Istwert zugeführt wird. Am anderen positiv bewerteten Eingang des Kamparators 53 liegt der Strom-Sollwert an Der Ausgang des Komparators 53 ist über eine in Sperrichtung geschaltete Diode 54 mit der Basis des Transistors 52 verbunden Ist der Strom-Istwert kleiner als der Sollwert, so hat die Stromregelung keinen Einfluß Ist hingegen der Strom-Istwert grösser als der Sollwert, so wird das Potential der Basis des Transistors 52 erniedrigt und inforgedessen die Stromversorgungstufe 46, 47 entsprechend gesperrt. Es ist nun von erheblicher Bedeutung, daß der Strom-Sollwert veränderbar ist, so daß sowohl eine Anlaufstrombegrenzung als auch ein Zerstörschutz erreicht wird. hierzu ist zum einen eis Zeitglied enthaltend einen Differenzverstärker 55 sowie ein mit der Speisespannung US verbundenes RC-Glied 56, 57 vorgesehen. Der Ausgang des Differenzverstärkers 55 ist mit einem Spannungsteiler 58, 59 verbunden, welcher ebenfalls an der Speisespannung liegt Beim Einschalten der Speisespannung U5 liegt zunächst der Ausgang auf Massepotential. Entsprechend der Dimensionierung des RC-Gliedes wird das Ausgangssignal mit einer Zeitverzögerung von beispielsweise 10 sec. ansteigen. Sind die Widerstände 58, 59 gleich groß, so ist dann das Ausgangssignal halb so groß wie die Speisespannung U. Dem Komparator 55 ist ein weiterer Komparator 60 nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal dem Strom-Sollwert überlagert wird. Auf den positiven Eingang des Komparators 60 ist über einen Widerstand 61 ebenfalls die Speisespannung U5 geführt. Die genannten Komparatoren können grundsätzlich in bekannter Weise als analoge Differenzverstärker ausgebildet sein. Bevorzugt weisen die Komparatoren jedoch digitale Schaltverhalten auf. Sofern das Signal am Positiven Eingang größer als das am negativen bzw. invertierten Eingang ist, ist auch das Ausgangssignal positiv. Ist hingegen das Signal am negativen Eingang größer, so liegt der Ausgang auf Massepotential.It is also a superimposed current control with a differential amplifier or comparator 53 is provided, to which the current actual value via the connection point 14 is fed. At the other positively rated entrance of the camparator 53 is located Current setpoint at The output of the comparator 53 is switched in the blocking direction Diode 54 connected to the base of transistor 52 If the actual current value is smaller than the setpoint, the current control has no influence. On the other hand, it is the actual current value greater than the desired value, the potential of the base of the transistor 52 is lowered and consequently the power supply stage 46, 47 blocked accordingly. It is now of considerable importance that the current setpoint can be changed so that both a starting current limitation as well as protection against destruction is achieved. this is on the one hand ice timing element containing a differential amplifier 55 and one with the Supply voltage US connected RC element 56, 57 is provided. The output of the differential amplifier 55 is connected to a voltage divider 58, 59, which is also connected to the supply voltage When the supply voltage U5 is switched on, the output is initially at ground potential. According to the dimensioning of the RC element, the output signal is with a Increase the time delay of, for example, 10 seconds. Are the resistors 58, 59 the same size, the output signal is then half as large as the supply voltage U. The comparator 55 is followed by a further comparator 60, its output signal to the Current setpoint is superimposed. On the positive input of the Comparator 60 is also fed the supply voltage U5 via a resistor 61. The said comparators can basically be used in a known manner as analog differential amplifiers be trained. However, the comparators preferably have digital switching behavior on. If the signal at the positive input is greater than that at the negative or inverted one Input, the output signal is also positive. On the other hand, if the signal is negative If the input is larger, the output is at ground potential.

Es sei einmal davon ausgegangen, daß unmittelbar nach Einschalten der Schaltvorrichtung 18, also während der Anlaufphase vor Ablauf der Zeitverzögerung der Strom-Istwert den Sollwert übersteigt. Mittels des Ausgangssignals des Komparators 53 wird der Transistor 52 und somit auch die Stromversorgungsstufe 46, 47 gesperrt. Der Komparator 60 bleibt hierbei ohne Einfluß, da an dessen positiven Eingang ein größeres Signal ansteht, als am negativen Eingang.Let us assume that immediately after switching on the switching device 18, that is, during the start-up phase before the time delay expires the actual current value exceeds the setpoint. By means of the output signal of the comparator 53, the transistor 52 and thus also the power supply stage 46, 47 are blocked. The comparator 60 has no influence here, since it has a positive input higher signal is present than at the negative input.

Erst nach Ablauf d£:: durch das Zeitglied 55 bis 5c vorgewählten Zeitverzögerung kommt der Komparator 60 in Eingriff, wodurch der zulässige Strom auf den Nennstrom begrenzt wird. Dies geschieht dadurch, daß der Ausgang des Komparators 53 über den Widerstand 62 und eine Verbindungsleitung 63 mit dem positiven Eingang des Komparators 60 verbunden ist. Aufgrund dieser Verbindung ist mittels der Komparatoren 53 und 60 ein Speicher geschaffen, durch welchen bei auftretenden Fehlern beispielsweise infolge von Fehlansteuerung der Transistoren eine Abschaltung der Stromversorgung 46, 47 gewährleistet wird. Übersteigt nämlich der Strom-Istwert den Sollwert, so wird das am positiven Eingang des Komparators 60 über die Verbindungsleitung 63 anstehende Signal kleiner sein als das über den Komparator 55 am negativen Eingang anstehende Signal.Only after expiry of the time delay preselected by the timer 55 to 5c the comparator 60 comes into engagement, whereby the permissible current to the rated current is limited. This is done in that the output of the comparator 53 via the Resistor 62 and a connecting line 63 to the positive input of the comparator 60 is connected. Because of this connection is by means of the comparators 53 and 60 created a memory through which, if errors occur, for example due to incorrect control of the transistors, a shutdown of the power supply 46, 47 is guaranteed. Namely, if the current actual value exceeds the setpoint, so this is done at the positive input of the comparator 60 via the connecting line 63 pending signal must be smaller than that via the comparator 55 am negative input signal present.

Aufgrund der Überlagerung von Stromsollwert und Ausgangssignal vom Komparator 60, welches nunmehr dem Massepotential entspricht, wird über den Komparator 53 der Transistor 52 gesperrt. Es ist ersichtlich, daß der Schaltzustand des Speichers mit den Komparatoren 53, 60 auch bei nachfolgender Verringerung des Strom-Istwertes nichts mehr verändert wird Die Motor-Stromversorgungsstufe 46, 47 bleibt daher mit Sicherheit abgeschaltet, wenn einmal ein Fehler aufgetreten ist, so daß Zerstörungen vermieden werden. Durch Betätigen der Schaltvorrichtung 18 kann dann der negative Eingang des Komparators 10 auf Masse gelegt werden und somit der Speicher aus den Komparatoren 53, 60 in den ursprünglichen Zustand gebracht werden.Due to the superimposition of the current setpoint and the output signal from Comparator 60, which now corresponds to the ground potential, is via the comparator 53 the transistor 52 blocked. It can be seen that the switching state of the memory with the comparators 53, 60 even with a subsequent reduction in the actual current value nothing is changed anymore. The motor power supply stage 46, 47 therefore remains with Safety is switched off if an error has occurred, so that destruction be avoided. By actuating the switching device 18, the negative Input of the comparator 10 are connected to ground and thus the memory from the Comparators 53, 60 are brought into the original state.

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Claims (12)

Sollektorloser Gleichstrommotor Patentanspruche 1. Kollektorloser Gleichstrommotor, enthaltend einen Rotor mit Permanentmagneten, wenigstens zwei am Stator gegeneinander elektrisch versetzt angeordnete Wicklungen, welche über Scialtelemente in Abhängigkeit der jeweiligen Winkelstellung des Rotors ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bremsen des Rotors (4) die Schaltelemente (5, 6, 7) gemeinsam durchgesteuert werden, daß jeder Wicklung (1, 2, 3) ein Widerstand (8, 9, 10) nachgeschaltet ist und daß wenigstens ein als Gleichrichter wirkendes Halbleiterelement (41, 42, 43 bzw. 45) vorgesehen ist, um den Kreis für den Bremsstrom zu schliessen. Brushless DC motor Patent claims 1. Brushless DC motor comprising a rotor with permanent magnets, at least two windings arranged electrically offset from one another on the stator, which over Scialt elements can be controlled depending on the respective angular position of the rotor are, characterized in that the switching elements for braking the rotor (4) (5, 6, 7) are controlled together so that each winding (1, 2, 3) has a resistor (8, 9, 10) is connected downstream and that at least one acting as a rectifier Semiconductor element (41, 42, 43 or 45) is provided to the circuit for the braking current close. Patentanspniche 2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung (18) vorgesehen ist, mittels welcher beim Bremsen einerseits die Signale der Sensoren (15, 16, 17) zur Erfassung der Rotorstellung unwirksam gemacht weraen und andererseits die Signale zum Durchsteuern der Schaltelemente (5, 6, 7) erzeugt werden.Patent claims 2. Brushless DC motor according to claim 1, characterized in that a switching device (18) is provided by means of which when braking on the one hand the signals of the sensors (15, 16, 17) for detection the rotor position were made ineffective and, on the other hand, the signals for control the switching elements (5, 6, 7) are generated. 3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (8, 9, 10) auch als Strommeßwiderstände dienen und vorzugsweise mit hochohmigen Auskoppelwiderständen (11, 12, 13) verbunden sind.3. Brushless DC motor according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the resistors (8, 9, 10) also serve as current measuring resistors and are preferably connected to high-ohmic decoupling resistors (11, 12, 13). 4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente als Transistoren ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Kollektor-Emitter-Streake der Transistoren (5, 6, 7) Gleichrichter-Dioden (41, 42, 43) in Sperrichtung geschaltet sind.4. Brushless DC motor according to one of the preceding claims, wherein the switching elements are designed as transistors, characterized in that, that parallel to the collector-emitter streake of the transistors (5, 6, 7) rectifier diodes (41, 42, 43) are switched in the reverse direction. 5. Kollektorloser Gleichstrommotor, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung den Schaltelementen (5, 6, 7) ein Widerstandsnetzwerk (35, 36, 37) vorgeschaltet ist, welches mit einer Versorgungsspannung (UE) verbunden ist, daß Sensoren (15, 16 17) über Widerstände (20 bis 25), steuerbare Halbleiterelemente (26, 27, 28) sowie Gleichrichterelemente (38, 39, 40) derart mit den Schaltelementen (5, 6, 7) verbunden sind, daß aus den 1800el andauernden Signalen der Sensoren (15, 16, 17) Ansteuersignale für eine Dauer von 360 0el/N erzeugt werden, wobei N die Anzahl der Wicklungen (1, 2, 3) darstellt.5. Commutatorless DC motor, in particular according to claim 1, characterized in that a resistor network is used to control the switching elements (5, 6, 7) (35, 36, 37) is connected upstream, which is connected to a supply voltage (UE) is that sensors (15, 16 17) via resistors (20 to 25), controllable semiconductor elements (26, 27, 28) and rectifier elements (38, 39, 40) in this way with the switching elements (5, 6, 7) are connected, that from the 1800el continuous signals of the sensors (15, 16, 17) control signals are generated for a duration of 360 0el / N, where N is the Represents the number of windings (1, 2, 3). Patent ansprüche 6. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (15, 16, 17) mittels einer Speisespannung (U5) gespeist werden, welche je nach Stellung der Schaltvorrichtung (18) im Motorbetrieb der Versorgungsspannung (UE) und im Bremsbetrieb dem Massepo-tential entspricht.Claims 6. Commutatorless DC motor according to claim 5, characterized in that the sensors (15, 16, 17) by means of a supply voltage (U5) are fed, which depending on the position of the switching device (18) in engine operation corresponds to the supply voltage (UE) and in braking operation to the ground potential. 7. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (15, 16, 17) über einen Spannungsteiler (20, 21; 22, 23; 24, 25) und insbesondere über eine in Sperrichtung geschaltete Diode (31, 32, 33) jeweils mit einem der Widerstände (35, 36, 37) sowie mit der Basis der Transistoren (5, 6, 7) verbunden ist, daß die genannten Spannungsteiler einerseits jeweils mit der Speisespannung (uns) und andererseits mit der Basis eines Transistors (26, 27, 28) verbunden sind und daß jeweils die Basis der Transistoren (5, 6, 7), insbesondere über eine Diode (39, 40, 38) mit dem Kollektor des Transistors (27, 28, 26) verbunden ist, welcher über den Titiderstand (23, 25, 21) -mit dem in Umfangsrichtung nächstfolgenden Sensor (16, 17, 15) verbunden ist.7. Commutatorless DC motor according to claim 5 or 6 thereby characterized in that each sensor (15, 16, 17) has a voltage divider (20, 21; 22, 23; 24, 25) and in particular via a reverse-biased diode (31, 32, 33) each with one of the resistors (35, 36, 37) and with the base of the transistors (5, 6, 7) is connected that the said voltage dividers on the one hand each with the supply voltage (us) and on the other hand with the base of a transistor (26, 27, 28) are connected and that in each case the base of the transistors (5, 6, 7), in particular connected to the collector of the transistor (27, 28, 26) via a diode (39, 40, 38) is, which over the titresistance (23, 25, 21) -with the next following in the circumferential direction Sensor (16, 17, 15) is connected. 8. Eollektorloser Gleichstrommotor, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Wicklungen (1, 2, 3) eine Stromversorgungsstufe (46, 47) vorgeschaltet ist, welche über einen Spannungs- bzw.8. Eollektorless DC motor, in particular according to claim 1, characterized in that the windings (1, 2, 3) have a power supply stage (46, 47) is connected upstream, which via a voltage or Drehzahlregler (50, 51) und/oder einen Stromregler (53, 55, 60) ansteuerbar ist. Speed controller (50, 51) and / or a current controller (53, 55, 60) can be controlled is. 9. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler einen Somparator (53) enthält, welchem der an den Widerständen (ö, 9, 10) abgegriffene Strom-Istwert sowie ein vorwählbarer und/oder veränderbarer Strom-Sollwert zugeführt wird.9. Commutatorless direct current motor according to claim 8, characterized in that that the current regulator contains a comparator (53) which is connected to the resistors (ö, 9, 10) tapped current actual value as well as a preselectable and / or changeable one Current setpoint is supplied. Patent ansprüche 10. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strom-Sollwert mittels eines Zeitgliedes (55, 56, 57) ein Signal derart überlagert wird, daß der Stromregler beim Anlaufen bzw. Einschalten der Speisespannung (uns) den relativ hohen Anlaufstrom und nach Ablauf der vorwählbaren Zeit noch den Nennstrom zuläßt.Claims 10. Commutatorless DC motor according to claim 8 or 9, characterized in that the current setpoint value by means of a timing element (55, 56, 57) a signal is superimposed in such a way that the current controller starts up or switching on the supply voltage (us) the relatively high starting current and after Expiry of the preselectable time still allows the nominal current. 11. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler einen selbsthaltenden Speicher (53, 60) derart enthält, daß nach Ablauf der vorgewählten Zeit bei Überschreiten des Strom-Sollwertes über den Komparator (53) die Stromversorgung (46, 47) abgeschaltet wird.11. Brushless DC motor according to one of the preceding Claims, characterized in that the current regulator has a self-holding memory (53, 60) in such a way that after the preselected time has elapsed when exceeded of the current setpoint via the comparator (53), the power supply (46, 47) is switched off will. 12. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Komparators (53) mit dem positiven Eingang des Komparators (60) verbunden ist, daß auf den negativen Eingang des Komparators (60) der Ausgang des Zeitgliedes (55, 56, 57) geführt ist, dessen Signal mit vorwählbarer Zeitverzögerung ansteigt, und daß der Ausgang des Komparators (60) mit dem positiven Eingang des Komparators (53) verbunden ist, auf welchen Eingang auch der Strom-Sollwert geführt ist.12. Brushless DC motor according to one of the preceding Claims, characterized in that the output of the comparator (53) with the positive input of the comparator (60) that is connected to the negative input of the comparator (60) the output of the timing element (55, 56, 57) is performed, whose Signal rises with a preselectable time delay, and that the output of the comparator (60) is connected to the positive input of the comparator (53) to which input the current setpoint is also performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302839A1 (en) * 1983-01-28 1984-08-02 Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar Gmbh, 6334 Asslar TURBOMOLECULAR PUMP WITH LOW-INDUCTIVE DC MOTOR, BRAKE DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME
WO1990000832A1 (en) * 1988-07-14 1990-01-25 The University Court Of The University Of Glasgow Switched reluctance motors

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