DE2937838C2

DE2937838C2 - Verfahren und Anordnung zur Regelung von Drehzahl und Phasenlage bei Synchronmotoren

Info

Publication number: DE2937838C2
Application number: DE2937838A
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Phys. Dr. 2300 Kiel Hoffmann; Dan-Corneliu Dipl.-Ing. 6930 Eberbach Raducanu
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1986-08-28
Also published as: EP0027856B1; DE2937838A1; US4418307A; EP0027856A1; BR8005314A; JPS5646699A

Description

a) bei voreilendem konstantem Impuls mit der abfallenden Flanke eines Beschleunigungsimpulses erzeugt wird, der mit der ansteigenden Flanke des nacheilenden Sensorimpulses abfällt und

b) bei nacheilendem konstantem Impuls mit der abfallenden Flanke des Sensorimpulses die ansteigende Flanke eines Bremsimpulses erzeugt wird, der mit der ansteigenden Flanke des nacheilenden konstanten Impulses abfällt

und in der zusätzlich die Beschleunigungs- und Bremsimpulse mit den Sensorimpulsen synchronisiert werden und daß die Beschleunigungs- und Bremsimpulse vom Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung (31) an die Feldwicklung (4) abgegeben werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichseinrichtung (31) Bremsimpulse mit der Impulslänge der Sensorimpulse an die Feldwicklung (4) abgibt, wenn die Sensorimpulse den konstanten Impulsen um ein ganzzahliges Vielfaches voreilen und daß die Phasenvergleichseinrichtung (31) Beschleunigungsimpulse mit der Impulslänge der Sensorimpulse an die Feldwicklung (4) abgibt, wenn die konstanten Impulse den Sensorimpulsen um ein ganzzahliges Vielfaches voreilen.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichseinrichtuiig (31) ein erstes, eingangsseitig mit den konstanten Impulsen beaufschlagtes D-Flip-Flop (32) und ein zweites, mit den über einen Inverter (16) invertierten rechtekförmigen Sensorimpulsen beaufschlagtes D-Flip-Flop (33) enthält, deren Ausgänge zum einen mit den Eingängen eines ersten und zweiten NOR-Gatters (35 bzw. 36) sowie mit den Eingängen eines dritten NOR-Gatters (37) verbunden sind, wobei der Ausgang des dritten NOR-Gatters mit den Rücksetz-Eingängen der D-Flip-Flops (32,33) verbunden ist und ein weiterer Eingang des ersten NOR-Gatters (35) mit dem Ausgang des !Comparators (10 bis 14) und ein weiterer Eingang des zweiten NOR-Gatters (36) mit dem Ausgang des Inverters (1(S) verbunden ist und daß die Ausgänge des ersten und iweiten NOR-Gatters (35, 36) mit den beiden Eingängen eines vierten NOR-Gatters (38) verbunden sind, dessen Ausgang mit einem Wicklungsende der Feldwicklung (4) verbunden ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang des zweiten D-Flip-flops (33) und dem Ausgang des Komparators (10 bis 14) eine Entstörstufe (15) zum Eliminieren von auf die Sensorimpulse gelangenden Störimpulse geschaltet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl und Phasenlage eines Synchronmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren zur Regelung der Drehzahl und Phasenlage eines Synchronmotors ist aus der DE-OS 50 325 bekannt, bei dem ein von einem Oszillator abgeleitetes Soll-Zeiitsignal auf einen Eingang einer bistabilen Kippstufe geführt wird, während das von einer S^-euerwicklung des Synchironmotors abgeleitete Ist-Zeitsignal einem zweiten Eingang der bistabilen Kippstufe zugeführt wird, deren Ausgang mit einem Eingang eines nachgeschalteten Gatters verbunden ist, dessen anderer Eingang mit einer festen Impulsfrequenz beaufschlagt ist und dessen Ausgang über einen Verstärker mit einer Antriebsspule des Synchronmotors verbunden ist. Bei dem bekannten Verfahren wird eine Drehzahl oberhalb der Nenndrehzahl steuerbar eingestellt und bewirkt, daß der Synchronmotor jeweils auf die betreffende Drehzahl beschleunigt wird. Ist die der eingestellten Drehzahl entsprechende Frequenz erreicht, so wird das Gatter gesperrt und dem Synchronmotor kein weiterer Stromimpuls zugeführt bis die Drehzahl des Synchronmotors so weit abgefallen ist, daß der nächste, vom Oszillator abgegebene Impuls, die bistabile Kippstufe zur Abgabe eines erneuten Beschleunigungsimpulses für den Synchronmotor umschaltet.

Das bekannte Verfahren stellt eine konstante Drehzahl sicher, indem die Phasenlage des Läuferfeldes des Synchronmotors im Verhältnis zu den die Feldwicklung beaufschlagenden Impulsen gleich gehalten wird, da eine zu starke Phasenverschiebung zu einer bleibenden Drehzahl-

abweichung führen kann, wenn beispielsweise die Antriebsimpulse das Läuferfeld um ganzzahlige Vielfache überholt, was zu einem sogenannten Polsprung führt.

Da bei der bekannten Anordnung der Feldwicklung des Synchronmotors ausschließlich Beschleunigungsimpulse zur Einstellung der Drehzahl oberhalb der Nenndrehzahl zugeführt werden, besteht die Gefahr von Gangungenauigkeiten infolge einer zu starken Beschleunigung und eines dabei auftretenden Polsprunges. Dabei ist zu berücksichtigen, daß Abweichungen hinsichtlich der Drehzahl und Phasenlage zwischen Läufer- und Ständerfeld sowohl auf innere als auch auf äußere Einflüsse zurückzuführen sind. Hierzu gehören unterschiedliche Lastmomente, Reibungskräfte und Massekräfte, die auf ein rotierendes System mit entsprechender Massenträgheit einwirken können. Der zuletzt genannte Fall ist insbesondere bei transportablen Uhren und darunter wieder insbesondere bei Armbanduhren gegeben. Eine Stoßempfindlichkeit des Antriebssystems kann zu bleibenden Standabweichungen führen, die sich im Laufe der Zeit zu erheblichen Anzeigefehlern addieren können. Man kann solchen Einflüssen durch eine 'entsprechende Auslegung des Motors und der Regelung entgegenwirken. Hiermit ist jedoch eine erhöhte Leistungsaufnahme des Motors verbunden, die bei Batterieantrieb entweder zu einem häufigen Batteriewechsel oder zu großdimensionierten Batterien führt.

Die Regelung eines oberen Grenzwertes ist zudem mit einer erheblichen Totzeit verbunden, da bei Abgabe eines Antriebsimpulses erst abgewartet wird, bis der Läufer in seiner Drehzahl so weit abgesunken ist, daß die Sensorimpulse den konstanten Generatorimpulsen nacheilen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung der Drehzahl und Phasenlage zwischen Ständer- und Läuferfeld eines Synchronmotors der obengenannten Art anzugeben, die das Auftreten von Polsprüngen verhindern und praktisch ohne Totzeit eine enge Anpassung des Leistungsbedarfs des Synchronmotors an die äußeren Belastungen sicherstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung verhindert das Auftreten von Polsprüngen und stellt eine Regelung ohne wesentliche Totzeit und damit eine enge Anpassung des Leistungsbedarfs des Synchronmotors an die äußeren Belastungen sicher.

Durch die Messung der Sensorimpulse nach Breite und Phasenlage signalisiert eine zunehmende Impulsbreite auch eine zunehmende Phasenverschiebung, da die Polbewegung des Läufers und damit die Drehzahl des Synchronmotors hinter der Impulsfrequenz zurückbleibt oder ihr vorauseilt. Da die Breite der Antriebsimpulse dem Maß der Phasenverschiebung proportional ist und der Leistungsaufnahme des Motors entspricht, wird die Motorleistung unverzüglich, d. h. bei Beginn einer Phasenverschiebung dem Leistungsbedarf angepaßt, so daß unvertretbare Phasenverschiebungen sofort ausgeregelt werden. Durch die Erfassung der Phasenlage der Sensorimpulse gegenüber den konstanten Generatorimpulsen wird außerdem festgestellt, welches Vorzeichen die Phasenverschiebung hat, bzw. ob der Läufer vor- oder nacheilt. Der Zeitpunkt der Erzeugung der Antriebsimpulse wird dabei gegenüber der jeweiligen Polstellung so gewählt, daß entweder eine Brems- oder eine Beschleunigungswirkung auf den Läufer ausgeübt wird.

Für den Fall, daß ein übergroßes, stoßartiges Drehmoment doch einmal ein oder mehrere Impulse nicht zu dem gewünschten Polwechsel führen, also ein Polvorsprung zur Folge haben, kann das Regelverfahren den Motor zur maximalen Leistungsentfaltung bringen, durch welche der Polsprung wieder aufgearbeitet wird. Dies geschieht dadurch, daß zusätzlich die konstanten Impulse und die Sensorimpulse pro Zeiteinheit gezählt werden und bei einer Polvoreilung ein Antriebsimpuls in voller Breite des Sensorimpulses zur Erzeugung eines Bremsmomentes und bei einer Polnacheilung einen Antriebsimpuls in voller Breite des Sensorimpulses zur Erzeugung eines Beschleunigungsmomentes bildet.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Synchronmotors mit der gesamten Regelanordnung,

Fig. 2 eine Impulsfolge des Impulsgenerators,
Fig. 3 bis 7 jeweils im oberen Diagramm die Sensorimpulse und im unteren Diagramm die sich aus dem Vergleich mit den konstanten Impulsen gemäß Fig. 2 ergebenden Antriebsimpulse für unterschiedliche Phasen- und Drehzahlabweichungen bzw. Polsprünge.

In Fig. 1 ist schematisch ein Synchronmotor 1 dargestellt, der einen Läufer 2 und einen Ständer 3 aufweist, in dem eine Feldwicklung 4 und eine Sensorwicklung 5 untergebracht sind. Der Synchronmotor ist als Reaktionsmotor oder reaktiver Motor ausgebildet, d. h. der Läufer 2 enthält durch Permanentmagnete gebildete Pole, die abwechselnd angeordnet und mit N und S bezeichnet sind. Durch Beaufschlagung der Feldwicklung 4 mit Impulsen, die beispielsweise eine Frequenz von 16 Hz aufweisen, läßt sich der Läufer 2 auf eine der Polpaarzahl und der Frequenz entsprechende Drehzahl bringen, im dargestellten Falle also auf acht Umdrehungen pro Sekunde. Der Anlauf des Läufers 2 wird durch nicht dargestellte Hilfsmittel ermöglicht. Die Umdrehungen des Läufers 2 werden über eine Welle 6 auf ein Getriebe 7 und von diesem über eine Welle 8 auf ein Anzeigesystem übertragen, welches beispielsweise eine Analoganzeige mittels mehrerer Zeiger und einem Ziffernblatt ermöglicht.

Die Sensorwicklung 5 wird durch eine Induktionsspule gebildet, die ebenso wie die Feldwicklung 4 im Einflußbereich der Magnetlinien der Pole N und S des Läufers 2 liegt. Ein Ausgang der Sensorwicklung 5 liegt an einem Anschluß 10 eines Spannungsteilers, der aus den Widerständen 11 und 12 besteht. Vom Widerstand 12 führt ein Abgriff 13 in gleicher Weise zu einem Komparator 14 wie der zweite Ausgang 15 der Sensorwicklung 5.

Bei der Rotation des Läufers 2 schneiden die Magnetfeldlinien der Pole N und S periodisch die Sensorwicklung S, wodurch am Eingang des Komparators 14 eine sinusförmige Spannung mit Nulldurchgängen, das sogenannte Sensorsignal erzeugt wird. Im Komparator 14. der auch als Impulsformer bezeichnet werden kann, wird das Sensorsignal in Rechteckimpulse umgesetzt, deren senkrechte Flanken an der Stelle der Nulldurchgänge des Sensorsignals liegen. An der Stelle der positiven Kurvenzüge des Sensorsignals liegen die Rechteckimpulse; an der Stelle der negativen Kurvenzüge des Sensorsignals befinden sich die Intervalle zwischen den Impulsen.

Der Ausgang des Komparators 14 ist einer Entprellstufe 15 aufgeschaltet, welches die Aufgabe hat, kurze Störimpulse, die durch eine Einstreuung aus der Feldwicklung 4 in die Sensorwicklung 5 entstehen, zurückzuhalten. Die Entprellsiüfe 15 enthält einen Inverter 16 und zwei D-Flip-Flops 17, 18. Außerdem besitzt die Entprellstufe zwei NAND-Gatter 19 und 20 und zwei NAND-Gatter 21 und 22, die zusammen ein weiteres Flip-Flop bilden. Die Ausgänge der NAND-Gatter 21 und 22 sind an einen gemein-

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samen Anschluß 23 gelegt. Die Ausgänge des Komparators konstanten Impulsen (A) phasenverschoben und breiter,

14 sowie des Inverters 16 bilden Anschlüsse 24 und 25. was auf eine abgesunkene Drehzahl schließen läßt. Die

Der gesamten Anordnung ist noch ein Impulsgenerator Nacheilung des Läufers nimmt zu, und die positive Phasen-26 zugeordnet, der einen Quarzoszillator 27 und einen verschiebung nimmt von Ip₁ zu <p₂ zu. Aufgrund des VerFrequenzteiler 28 mit zwei Ausgängen aufweist, an denen 5 gleichs in der Phasenvergleichseinrichtung 31 entsteht Rechteckimpulse mit Frequenzen von beispielsweise 16 Hz dadurch ejne Folge von Antriebsimpulsen mit zunehmen- und 256 Hz anstehen. Der Ausgang mit der Frequenz von der Breite, die der Phasenverschiebung proportional sind. 256 Hz ist über eine Leitung 29 mit den entsprechenden Diese Antriebsimpulse treten am Ende eines jeden Sensor-Eingängen der D-Flip-Flops 17 und 18 verbunden. impulses auf, der ja auch die Lage des betreffenden Pols,

Derjenige Ausgang des Frequenzteilers 28, an dem die 10 der den Sensorimpuls erzeugt, zur Feldwicklung 4 anzeigt.

Frequenz von 16 HZ ansteht, ist über eine Leitung 30 mit Dies geschieht aufgrund der in Fig. 1 gezeigten räumlichen

einer Phasenvergleichseinrichtung 31 verbunden, und zwar Lage von Feldwicklung 4 und Sensorwicklung 5 zueinan-

dort mit einem D-Flip-Flop 32. Ein weiterer D-Flip-Flop 33 der, die in einer gemeinsamen, radial zum Läufer 2 verlau-

des gleichen Typs ist über eine Leitung 34 mit dem fenden Ebene angeordnet sind. Dies kann besonders

Anschluß 23 der EntpreHstufe 15 verbunden. Zur Phasen- 15 zweckmäßig in der Weise geschehen, daß die Achsen von

Vergleichseinrichtung 31 gehören noch zwei NOR-Gatter Feldwicklung 4 und Sensorwicklung 5 koaxial zueinander

35 und 36 sowie zwei weitere NOR-Gatter 37 und 38, ausgerichtet sind und mit einem Radius des Läufers 2

wobei ein Eingang des NOR-Gatters 35 mit dem Anschluß übereinstimmen. Durch die Lage der Antriebsimpulse zu

25 und ein Eingang des NOR-Gatters 36 mit dem Anschluß den Sensorimpulsen und damit zu den Polen wird ein

24 der EntpreHstufe 15 verbunden sind. Der Ausgang des 20 beschleunigter Antriebsimpuls erzeugt, was symbolisch

NOR-Gatters 38 ist über eine Leitung 39 mit der Feldwick- durch ein »+« angedeutet ist. Diese Impulse haben die

lung 4 verbunden, deren andere Seite an Masse gelegt ist. Wirkung, die Phasenverschiebung kleinstmöglich zu

Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 1 wird machen, d. h. auf einen Wert zu bringen, der durch die

im Zusammenhang mit den Fig. 2-7 näher erläutert. Die stationären Antriebsverluste bis zum Anzeigesystem 9

Buchstaben A, B und C am rechten Rand der Fig. 2-7 25 bedingt ist.

beziehen sich auf die entsprechend gekennzeichneten Stel- Auch Fig. 4 zeigt eine Folge von Sensorimpulsen (B),

len der Leitungsführung in Fig. 1, d. h. an den betreffen- die den konstanten Impulsen (A) nacheilen, d. h. die

den Stellen stehen unter den nachfolgend erläuterten Phasenverschiebung ist positiv und progressiv. Dies ist ein

Betriebsbedingungen Impulse an, die den in den Fig. 2-7 Zeichen dafür, daß die Istfrequenz sehr viel stärker von der

dargestellten Impulsen entsprechen. 30 Sollfrequenz abweicht, ein Vorgang, der durch ein beson-

In Fig. 2 sind die konstanten Impulse des Impulsgenera- ders starkes stoßartiges Drehmoment eintreten kann. Auftors 26 mit der Frequenz 16 Hz dargestellt. Mit dieser grund eines Vergleichs der Sensorimpulse (B) mit den Frequenz wird der eine Eingang des D-Flip-Flops 32 der konstanten Impulsen (A) in der Phasenvergleichseinrich-Phasenvergleichseinrichtung 31 beaufschlagt. Die betref- tung 31 werden Antriebsimpulse (C) gebildet, die entsprefende Impulsfolge A wird mit der Impulsfolge verglichen, 35 chend breiter sind, wie dies durch den schraffierten Impuls die aufgrund der Rotation des Läufers 2 in der Sensorwick- in Fig. 4 angedeutet ist. Der betreffende Antriebsimpuls lung 5 induziert und nach entsprechender Signalverarbei- erzeugt ein sehr viel stärkeres beschleunigendes Drehmotung am Anschluß 23 (Stelle B) der Entprellstufe 15 ment, um die Phasenverschiebung ψ₂ wieder zu verringern, ansteht. Die beiden Impulsfolgen werden miteinander ver- Auch hier ist die beschleunigende Wirkung des Antriebsglichen, und zwar ist die Ausgangsfrequenz des Impulsge- 40 impulses durch die relative Lage zum Sensorimpuls bzw. nerators 26 die (konstante) Sollfrequenz und die Impulsfre- zum Pol bedingt.

quenz an der Stelle B die sogenannte Istfrequenz. Beide Fig. 5 zeigt eine Folge von Sensorimpulsen (B), die Frequenzen sind im Normalfall gegeneinander phasenver- gegenüber den konstanten Impulsen (A) voreilt, d. h. die schoben. Abhängig von der Phasenverschiebung zwischen Phasenverschiebung ist negativ. Durch den beschriebenen den beiden Frequenzen bzw. der Differenz zwischen der 45 Vergleich wird nunmehr in der Phasenvergleichseinrich-Anzahl der konstanten Impulse (A) und der Sensorimpulse tung 31 eine Folge von Antriebsimpulsen (C) erzeugt, die (B) über einen vorgegebenen Zeitraum wird eine Folge eine solche Lage zu den Sensorimpu!sen bzw. Polen haben, von Antriebsimpulsen auf der Leitung 39 gebildet (C), daß ein bremsendes Drehmoment erzeugt wird. Dies ist deren unterschiedliches Aussehen in Abhängigkeit von den durch ein »—« angedeutet. Diese bremsenden oder negati-Betriebsbedingungen anhand der Fig. 3 bis 7 (jeweils 50 ven Antriebsimpulse erzeugen eine weitgehende Wiederunteres Diagramm) näher erläutert wird. Die Antriebsim- herstellung der Übereinstimmung von konstanten und Senpulse werden dabei synchron mit den Sensorimpulsen sorimpulsen.

gebildet; sie liegen aber nur innerhalb deren Flanken und In den Fig. 3, 4 und 5 sind Verhältnisse dargestellt, bei

erstrecken sich nicht notwendigerweise über die gesamte denen noch kein Polsprung »ε« stattgefunden hat, der als

Breite der Sensorimpulse. Die Breite der Antriebsimpulse 55 Umdrehungabweichung : Polpaarabstand, jeweils in Win-

ist dabei sowohl von der Phasenverschiebung als auch von kelgraden angegeben, definiert wird. Mit anderen Worten:

der Differenz zwischen der Sollfrequenz und der Istfre- eine Zählung von konstanten und Sensorimpulsen führt zu

quenz abhängig. Die Lage der Antriebsimpulse am Anfang einer Übereinstimmung der Impulszahlen.

und/oder am Ende der Sensorimpulse ist dabei abhängig Anders ist dies in dem anhand von Fig. 6 und 7 erläuter-

vom Vorzeichen der Phasenverschiebung bzw. von einer 60 ten der Fall. Hierbei wurde durch die Phasenvergleichsein-

Voreilung oder Nacheilung. Je nach der relativen Lage der richtung festgestellt, daß z. B. aufgrund extrem starker

Antriebsimpulse zu den Sensorimpulsen wird ein bremsen- äußerer stoßartiger Drehmomente eine Polvoreilung oder

des oder beschleunigendes Drehmoment erzeugt, dessen Polnadheilung eingeleitet worden ist, die größer ist als ein

Größe wiederum proportional der Phasenverschiebung gan77alhiigp.11 Vielfaches des Polabstandes. Dies bedeutet,

und der Frequenzdifferenz ist. Unter »Antriebsimpulse« 65 daß entweder die konstanten Impulse die Sensorimpulse

werden auch solche Impulse verstanden, die einen negati- und damit die Pole »überholt« haben (Polnacheilung), oder

ven Antrieb , d. h. eine Abbremsung bewirken. umgekehrt (Polvoreilung). Dieser Zustand wäre durch eine

In Fig. 3 sind die Sensorimpulse (B) gegenüber den einfache Proportionalregelung, wie sie anhand der Fig. 3,

4 und 5 erläutert wurde, nicht wieder zu beseitigen, da eine derartige einfache Regelung einen Polsprung nicht feststellen kann. Diesen Umstand beseitigt jedoch die beschriebene Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wonach die Phasenvergleichseinnchtung 31 in der Weise ausgelegt ist, daß bei einer Polvoreilung größer als ganzzahlige Vielfache des Polabstandes (Polsprung ε = — 1, -2, —3, . . .) bremsende Antriebsimpulse in voller Breite der Sensorimpulse und synchron mit diesen, und bei einer Polnacheilung größer als ganzzahlige Vielfache des Polab-Standes (Polsprung ε = 1, 2, 3, . . .) beschleunigende Antriebsimpulse in voller Breite der Sensonmpulse und synchron mit diesen erzeugbar sind.

Die betreffenden Vorgänge sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

Bei dem Betriebszustand, dessen Auswirkungen in Fig. 6 dargestellt sind, liegt ein Polsprung in Form einer Polnacheilung um ein ganzzahliges Vielfaches vor, d. h. die Folge der konstanten Impulse hat die Folge der Sensorimpulse überholt. In diesem Fall wird ein Antriebsimpuls (C) in voller Breite des Sensorimpulses und synchron mit diesem erzeugt, der aufgrund seines hohen Drehmoments die Polnacheilung wieder aufhebt, d. h. der Läufer 2 wird kurzzeitig beschleunigt, daß der Polsprung zu Null wird.

Bei dem Betriebszustand gemäß Fig. 7 liegt ein Polsprung in Form einer Polvoreilung vor, d. h. die Folge der Sensonmpulse hat die Folge der konstanten Impulse überholt. In der Phasenvergleichseinrichtung 31 werden nunmehr durch den bereits beschriebenen Vergleich Antriebsmomente mit starker bremsender Wirkung erzeugt, die den Polsprung wieder aufheben.

Es ist dabei anzustreben, den Polsprung ε nicht größer als 1 werden zu lassen, insbesondere dann, wenn eine Polnacheilung beseitigt werden soll. Für den Fall einer Polvoreilung kann es jedoch zur Verminderung der elektrisehen Antriebsleistung zweckmäßig sein, größere Polsprünge zuzulassen und diese sukzessive auszuregeln, da eine Abbremsung des Läufers 2 durch Reibungskräfte ohnehin erfolgt.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 kann für Batteriespannungen über 3 Volt mit herkömmlichen CMOS-Schaltkreisen aufgebaut werden. Die Verbindung der Batterie mit der Anordnung gemäß Fig. 3 ist nicht besonders dargestellt, sondern nur durch »0« dargestellt.

Mit der dargestellten Anordnung sind nur einfache Pol-Sprünge (ε = ± 1) erfaßbar. Sofern mehrfache Polsprünge (ε = ± 2,3, . . .) ausgeregelt werden sollen, sind die Flip-Flops 32 und 33 durch Auf-Abwärts-Zähler oder durch Rechts-Links-Schieberegister zu ersetzen.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl und Phasenlage eines Synchronmotors mit einem Läufer mit mindestens einem Polpaar und mit einem Ständer mit einer mit Antriebsimpulsen beaufschlagten Feldwicklung, insbesondere zur Regelung von Reaktionsmotoren von zeithaltenden Geräten wie Uhren, unter Verwendung eines Impulsgenerators, der Impulse konstanter Frequenz und Breite erzeugt, wobei die Polbewegung gegenüber dem Ständer mittels einer induktiven Sensorwicklung erfaßt, die Sensorsignale in entsprechende, im wesentlichen rechteckige Sensorimpulse umgesetzt und die konstanten Impulse mit den Sensorimpulsen nach ihrer Phasenlage verglichen und dem Ergebnis des Vergleichs entsprechende Antriebäimpulse in die Feldwicklung abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die konstanten Impulse mit den Sensorimpulsen zusätzlich in bezug auf iihre Impulsbreite verglichen werden, daß die Breite der jArbeitsimpulse der Phasenverschiebung zwischen den ^konstanten Impulsen und den Sensorimpulsen proportional und ihre Phasenlage gegenüber dem Läuferfeld so gewählt ist, daß bei einer Voreilung des Läuferfeldes ein Bremsimpuls und bei einer Nacheilung ein Beschleunigungsimpuls erzeugt wird und daß die Beschleunigungs- und Bremsimpulse mit den Sensorimpulsen synchronisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstanten Impulse und die Sensorimpulse pro Zeiteinheit gezählt werden und bei einer Voreilung des Läuferfeldes ein Bremsimpuls in voller Breite des Sensorimpulses zur Erzeugung eines Bremsmomentes und bei einer Nacheilung des Läuferfeldes ein Beschleunigungsimpuls in voller Breite des Sensorimpulses zur Erzeugung eines Beschleunigungsmomentes gebildet wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorwicklung (5) über einen Komparator (10 bis 14) zur Umsetzung der der Drehzahl proportionalen Impulse in rechteckförmige Sensorimpulse und der Ausgang des Impulsgenerators (26) mit dem Eingang einer Phasenvergleichseinrichtung (31) verbunden sind, in der die Sensorimpulse und die konstanten Impulse hinsichtlich der Lage ihrer Impulsflanken und ihrer Impulsbreite verglichen und