DE29718905U1

DE29718905U1 - Schaltungsanordnung zur frequenzsynchronen Drehzahlregelung eines Motors

Info

Publication number: DE29718905U1
Application number: DE29718905U
Authority: DE
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2007-10-24

Description

22. Oktober 1997 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. T 24618GBM Ro/Sn/hg

Schaltungsanordnung zur frequenzsynchronen Drehzahlregelung eines Motors

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur frequenzsynchronen Drehzahlregelung eines Motors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Im Stand der Technik sind bereits Schaltungsanordnungen zur Regelung von Gleichstrommotoren bekannt, bei denen zur Regelung der Motordrehzahl eine Regelung verwandt wird, welche aus einem f/U-Wandler besteht. Idealerweise erzeugt der f/U-Wandler konstante Gleichspannungen, deren Betrag eine Funktion der Drehzahl des Motors bzw. der zugehörigen Frequenz ist. Diese konstanten Gleichspannungen werden abschnittsweise gebildet, wobei der in Betrag eines jeden Abschnitts einer bestimmten Drehzahl entspricht. In der Praxis lassen sich jedoch nur Gleichspannungen erzeugen, die nicht abschnittsweise konstant sind, sondern Wechselanteile enthalten. Diese Wechselanteile müssen im Stand der Technik durch aufwendige Filtermaßnahmen geglättet werden. Zur Realisierung einer verlustleistungsfreien Regelung muß die so geglättete Spannung dann in ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) umgesetzt werden, um schließlich ein Regelungssignal für den Motor zu bilden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur frequenzsynchronen

Drehzahlregelung eines Motors zu schaffen, welche eine relativ einfache schaltungstechnische Struktur gestattet.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 erreicht. Eine vorteilhafte Weiterbildung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben, hierin zeigt

&iacgr;&ogr; Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanord

nung;

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer schaltungstechnischen Realisierung

der Schaltungsanordnung nach Fig. 1; und

Figur 3 Diagramme von Spannungen an ausgewählten Schaltungspunkten in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Die eigentliche Schaltungsanordnung besteht aus einem an sich bekannten f/U-Wandler R ("erstes Regelungsschaltungsteil") und einem weiteren Schaltungsteil V ("zweites Regelungsschaltungsteil"), das insbesondere ein Komparator bzw. ein Operationsverstärker ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der f/U-Wandler R einem Gleichstrommotor M nachgeschaltet, dessen Drehzahl zu regeln ist. Hierbei wird die Drehzahl des Gleichstrommotors M durch das Schaltungsteil V eingestellt.

Ansteile des Gleichstrommotors kann auch ein Wechselstrommotor geregelt werden. In diesem Fall wird dem Wechselstrommotor eine Adaptionslogik vorgeschaltet. Allgemein kann der f/U-Wandler so ausgestaltet sein, daß eine

periodische, stetige Zusatzspannung von beliebiger Form erzeugt wird, wobei die Frequenz des gebildeten Zusatzsignals in einem vorgebbaren Verhältnis (Vielfaches oder Bruchteil) zu der Frequenz des eingangsseitig zugeführten Signals Sl steht.

Das erste Regelungsschaltungsteil R bildet also aus einer die Ist-Drehzahl des Motors M bezeichnenden Information (Sl in Fig. 3) eine Gleichspannung mit einer überlagerten Zusatzspannung, die frequenzsynchron mit der Ist-Drehzahl des Motors M ist und z.B. dreieck- oder sinusförmig ist (vgl.

&iacgr;&ogr; S2 in Fig. 3). Das dem ersten Regelungsschaltungsteil R nachgeschaltete zweite Regelungsschaltungsteil V, das insbesondere ein Operationsverstärker bzw. ein Komparator ist, bildet in Abhängigkeit der vom ersten Regelungsschaltungsteil R gebildeten Zusatzspannung ein Pulsweitenmodulationssignal (S3 in Fig. 3). Mit diesem Signal ist der Motor M regelbar. Dem Schaltungsteil V wird eingangsseitig ein Führungs- bzw. Sollwertsignal S4 zugeführt, das konstant oder variabel sein kann.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ergibt sich auch aus Fig. 3, in der Spannungsverläufe an ausgewählten Punkten dargestellt sind.

Fig. 3a zeigt ein Taktsignal, welches von dem Gleichstrommotor abgegeben wird und eine Information für die Drehzahl darstellt. Der f/U-Wandler R wandelt das Taktsignal in eine Gleichspannung mit einer überlagerten Zusatzspannung um, die ein Maß für die Ist-Drehzahl des Gleichstrommotors M darstellt. Fig. 3b zeigt ein Zeitdiagramm der Ausgangsspannung des f/U-Wandlers R. Diese Ausgangsspannung S2 des f/U-Wandlers R besteht aus einem Gleichanteil sowie aus der - im vorliegenden Fall dreieckförmigen Zusatzspannung. Diese Ausgangsspannung S2 wird dem Schaltungsteil V zugeführt, das ein Ausgangssignal S3 bildet. Dieses ist ein Pulsweitenmodulationssignal, mit welchem der Gleichstrommotor M regelbar ist. Fig. 3c zeigt ein Zeitdiagramm des Pulsweitenmodulationssignals S3.

Fig. 2 zeigt eine schaltungstechnische Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Der f/U-Wandler (R in Fig. 1) wird im wesentlichen durch einen Baustein NE 555 gebildet, der bspw. von der Firma Signetics erhältlich ist. Das zweite Regelungsschaltungsteil (V in Fig. 1) wird durch einen Komparator des Typs LM 339 gebildet, der bspw. von der Firma National Semiconducters erhältlich ist. Die Beschallung des Bausteins NE 555 und des Komparators LM 339 ist aus Fig. 3 ersichtlich, wobei zu den entsprechenden Beschaltungskomponenten die zugehörigen Werte angegeben sind. Diese Komponenten im Handel erhältlich.

In Fig. 2 sind ferner die Schaltungspunkte gekennzeichnet, an denen die Signale Sl, S2, S3, S4 (Fig. 1 und 3) anstehen.

Claims

22. Oktober 1997 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. T 24618GBM Ro/Sn/hg Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zur frequenzsynchronen Drehzahlregelung eines Motors (M) mit einem Regelungsschaltungsteil (R), wobei das Regelungsschaltungsteil (R) aus einer die Ist-Drehzahl des Motors (M)

&iacgr;&ogr; bezeichnenden Information eine Gleichspannung mit einer überlagerten

Zusatzspannung bildet, die frequenzsynchron mit der Ist-Drehzahl des Motors (M) ist, und einer dem Regelungsschaltungsteil (R) nachgeschalteten Kippschaltung (V), die in Abhängigkeit der von dem Regelungschaltungsteil (R) gebildeten Zusatzspannung ein Pulsweitenmodulationssignal bildet, mit welchem der Motor (M) regelbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Kippschaltung (V) als Komparator ausgebildet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelungsschaltungsteil (R) in der Weise ausgestaltet ist, daß eine dreieck- oder sinusförmige Zusatzspannung gebildet wird.