DE3034145A1 - METHOD AND CIRCUIT FOR CONTROLLING THE SPEED OR FREQUENCY OF AN ELECTRO MOTOR - Google Patents

METHOD AND CIRCUIT FOR CONTROLLING THE SPEED OR FREQUENCY OF AN ELECTRO MOTOR

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DE3034145A1 DE19803034145 DE3034145A DE3034145A1 DE 3034145 A1 DE3034145 A1 DE 3034145A1 DE 19803034145 DE19803034145 DE 19803034145 DE 3034145 A DE3034145 A DE 3034145A DE 3034145 A1 DE3034145 A1 DE 3034145A1
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Günther Dipl.-Phys. Dr. 8011 Aschheim Schwab
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    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
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    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover

Abstract

In the method and circuit for adjusting the rotation speed or the frequency of an electric motor (according to the PLL principle), frequencies or reference pulses generated by a frequency generator (2) connected to the input of an AND gate (7), of which the second input is connected to the output of a locking circuit for locking the reference pulses (5), as well as the frequency of the motor or the tachymetric pulses generated by a tachymetric generator (4) driven by the motor and connected, via a pulse forming device (10), to the input of a second AND gate (8), of which the second input is connected to the output of a locking circuit for locking the tachymetric pulses (6), are provided to a phase regulating circuit having a flip-flop RS (1) of which the output controls the electric motor (3) via an amplifier stage (9). The input (S) of this flip-flop RS (1) is connected to the output of the first AND gate (7) while the output of the second AND gate (8) is connected to the input (R) of the flip-flop RS (1). The inputs of the circuit locking the reference pulses (5) are connected on one hand to the frequency generator (2) and on the other hand to the output of the second AND gate (8) as well as to the output of the flip-flop RS (1). The inputs of the circuit locking the tachymetric pulses (6) are connected on one hand to the output of the pulse forming device (10) and on the other hand to the output of the first AND gate (7) as well as to the output of the flip-flop RS (1). Thus, each reference pulse energizes the input (S) of the flip-flop (1) which then provides driving pulses to the electric motor. Each tachymetric pulse energizes the input (R) of the flip-flop RS (1), thereby preventing the driving pulses to reach the electric motor (3).

Description

Verfahren und Schaltung zur Regelung der Drehzahl bzw. Frequenz einesMethod and circuit for regulating the speed or frequency of a

Elektromotors Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl bzw. Frequenz eines Elektromotors nach dem Prinzip der Nachlaufsynchronisation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens.Electric motor The invention relates to a method for regulation the speed or frequency of an electric motor based on the principle of tracking synchronization according to the preamble of claim 1 and a circuit for implementation this procedure.

Eine nach dem Prinzip der Nachlaufsynchronisation arbeitende Regelschaltung ist beispielsweise aus der Literaturstelle U. Tietze, Ch.A control circuit based on the principle of tracking synchronization is for example from the reference U. Tietze, Ch.

Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik" (5. Auflage, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York 1980, Seiten 701 folgende) bekannt. Dabei besteht die Aufgabe der Nachlaufsynchronisation darin, die Frequenz eines Oszillators so einzustellen, daß sie mit der Frequenz eines Bezugsoszillators übereinstimmt, und zwar so genau, daß die Phasenverschiebung nicht wegläuft. Nachdem Prinzip eines Phasenregelkreises (PLL) arbeitende Schaltungen bestehen im wesentlichen aus drei Bestandteilen, einem Phasendetektor, dem sowohl die von einem Bezugsoszillator gegebene Bezugsfrequenz als auch die von einem Nachlauf-Oszillator abgegebene Frequenz eingegeben werden, einem Ausgangsverstärker und einem spannungsgesteuerten Oszillator oder Nachlauf-Oszillator. Die Ausgangsspannung des Phasendetektors steuert dabei den Oszillator so nach, daß bei geschlossener Regel schleife der Phasendetektor immer wieder auf Null abgeglichen wird. Das Differenzsignal steht dabei am Ausgang des Phasenregelkreises als Meß- oder Stellgröße zur Verfügung.Schenk "Semiconductor Circuit Technology" (5th edition, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York 1980, pages 701 below) known. There is the The task of tracking synchronization is to set the frequency of an oscillator in such a way that that it matches the frequency of a reference oscillator so precisely that that the phase shift does not run away. According to the principle of a phase-locked loop (PLL) working circuits essentially consist of three components, one Phase detector to which both the reference frequency given by a reference oscillator as well as the frequency emitted by a tracking oscillator can be entered, an output amplifier and a voltage controlled oscillator or tracking oscillator. The output voltage of the phase detector controls the oscillator so that when the rule is closed, the phase detector is always adjusted to zero will. The difference signal is available at the output of the phase-locked loop as a measuring or manipulated variable available.

Die bekannten Phasenregelkreis-Schaltungen (PLL-Schaltungen) wie sie zum Beispiel für Motorregelungen verwendet werden, rasten dabei bei einer Phasenlage ein, die sowohl von der Frequenz als auch von der Motorlast abhängig ist. Die Phasenlage einer vom Motor angetriebenen Einrichtung in Bezug zur Referenzfrequenz hängt damit sowohl von der Frequenz als auch von der Motorlast ab.The well-known phase-locked loop (PLL) circuits like them to the Example for motor controls are used, lock it in a phase position which depends on both the frequency and the motor load. The phase position a device driven by the motor in relation to the reference frequency depends on it both the frequency and the motor load.

Diese bekannten Schaltungen weisen den Nachteil auf, daß ein stabiler Zustand des Regelkrelses auch beim Vorliegen harmonischer bzw. subharmonischer Frequenzen erreicht wird. Bei der Verwendung einer solchen PLL-Regelschaltung für die Motorregelung in Filmkameras bedeutet dies, daß wegen des großen Geschwindigkeitsbereiches des Elektromotors in Filmkameras von 9 - 54 Bildern pro Sekunde beim Umschalten der Geschwindigkeit sehr leicht eine Fehleinstellung resultieren kann. Beispielsweise kann bei einer Umschaltung von 9 auf 18 Bildern pro Sekunde anstelle der gewünschten 18 Bildern pro Sekunde der Elektromotor auf eine Geschwindigkeit einrasten, die 36 Bilder pro Sekunde zur Folge hat. Diese Tatsache macht die Verwendung normaler PLL-Regelschaltungen für die Regelung des Elektromotors in Filmkameras unmöglich.These known circuits have the disadvantage that a stable State of the control loop even when harmonic or subharmonic frequencies are present is achieved. When using such a PLL control circuit for motor control In film cameras this means that because of the large speed range of the Electric motor in film cameras from 9 - 54 frames per second when switching the Speed can easily result in a misadjustment. For example can instead of the desired when switching from 9 to 18 frames per second 18 frames per second the electric motor locks at a speed that 36 frames per second result. This fact makes the usage more normal PLL control circuits for controlling the electric motor in film cameras are impossible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Genauigkeit der Drehzahl- bzw. Frequenzregelung eines Elektromotors nachdem Prinzip der Nachlaufsynchronisation deutlich zu erhöhen, Störeinflüsse wie Schlupf und Laständerungen zu reduzieren und die Funktionsfähigkeit der Regelschaltung auch bei beliebig großen Regelabweichungen zu erhalten. Zusätzlich soll das zu schaffende Verfahren bzw. die anzugebende Regelschaltung eine Realisierung mittels eines Mikrocomputers gestatten, wodurch zusätzliche Kostenersparnisse und eine Erhöhung der Zuverlässigkeit erreicht werden.The object of the present invention is to improve the accuracy of the speed or frequency control of an electric motor based on the principle of tracking synchronization to increase significantly, to reduce disruptive influences such as slip and load changes and the functionality of the control circuit even with any large control deviations to obtain. In addition, the process to be created or the control circuit to be specified allow implementation by means of a microcomputer, which means additional cost savings and an increase in reliability can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein;Verfahren gelöst, dessen kennzeichnende Merkmale dem Patentanspruch 1 zu entnehmen sind.According to the invention, this object is achieved by a method whose Characteristic features of claim 1 can be found.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist den Merkmalen des Patentanspruchs 2 zu entnehmen.An arrangement for carrying out the method is the features of the Claim 2 can be found.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Regelschaltung wird die Genauigkeit der Drehzahl- bzw. Frequenzregelung des Elektromotors deutlich erhöht und äußere Störeinflüsse wie der Schlupf des Elektromotors und Laständerungen erheblich reduziert. Insbesondere gestatten das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Regelschaltung die Anwendung der Schaltung für die Regelung eines Filmkamera-Motors, dessen Drehzahlen einen großen Geschwindigkeitsbereich umfassen. Die erfindungsgemäße Regelschaltung ist auch bei beliebig großen Regelabweichungen voll funktionsfähig und verursacht beim Umschalten der Geschwindigkeiten keinerlei Fehleinstellungen. Zusätzlich wird die Verwendung eines Mikrocomputers für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahren bzw. als Ersatz für die erfindungsgemäße Regel schaltung ermogl icht, wodurch eine zusätzliche Kostenersparnis und eine wesentliche Erhöhung der Zuverlässigkeit erreicht wird.With the method according to the invention and the control circuit according to the invention the accuracy of the speed or frequency control of the electric motor becomes clear increased and external disturbances such as the slip of the electric motor and load changes considerably reduced. In particular, the inventive method and allow control circuit according to the invention the application of the circuit for the control of a Film camera motor with a wide range of speeds. The control circuit according to the invention is also suitable for any large control deviations fully functional and does not cause anything when switching speeds Misadjustments. In addition, the use of a microcomputer for the realization of the method according to the invention or as a replacement for the control circuit according to the invention made possible, creating an additional cost saving and a substantial increase reliability is achieved.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden.Based on an embodiment shown in the drawing the idea on which the invention is based is to be explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen PLL-Regelschaltung für einen Elektromotor, Fig. 2 ein Impulsdiagramm für das Schaltbild gemäß Fig. 1 und Fig. 3 ein Flußdiagramm einer PLL-Regelschaltung für die Realisierung der Schaltung mittels eines Mikrocomputers Der in Fig. 1 dargestellte Schaltplan einer PLL-Regelschaltung weist einen Elektromotor 3 auf, dessen rotierende Welle starr mit einem Tachogenerator 4 verbunden ist. Der Elektromotor 3 wird vom Ausgang eines ersten RS-Kippgliedes 1 über eine Treiberstufe 9 mit Antriebsimpulsen versehen. Die Treiberstufe 9 erzeugt dabei die für den Antrieb des Elektromotors 3 erforderliche Leistung. Die Ausgangsimpulse des Tachogenerators 4 werden mittels eines Impulsformers 10 in Rechteckimpulse umgewandelt. Am Referenzeingang der erfindungsgemäßen PLL-Regelschaltung wird von einem Frequenzgenerator 2 eine beliebige Frequenz mit Rechteckimpulsen angelegt. Der Frequenzgenerator 2 ist dazu an den einen Eingang eines ersten UND-Gatters 7 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit den Ausgangsimpulsen einer strlchpunktiert umrahmten Referenzimpuls-Verriegelung 5 beaufschlagt ist. Der Ausgang dieses ersten UND-Gatters 7 ist mit dem Setz-Eingang S des ersten RS-Kippgliedes 1 verbunden, dessen Rücksetz-Eingang an den Ausgang eines zweiten UND-Gatters 8 angeschlossen ist. Die Eingänge dieses zweiten UND-Gatters 8 sind sowohl an den Ausgang einer ebenfalls strichpunktiert dargestellten Tachoimpuls-Verriegelung 6 als auch an den Ausgang des Impulsformers 1o angeschlossen.1 shows a circuit diagram of the PLL control circuit according to the invention for an electric motor, FIG. 2 is a pulse diagram for the circuit diagram according to FIG. 1 and 3 show a flow diagram of a PLL control circuit for implementing the Circuit by means of a microcomputer The circuit diagram shown in FIG. 1 is a PLL control circuit has an electric motor 3, the rotating shaft of which is rigid is connected to a tachometer generator 4. The electric motor 3 is from the output of a first RS flip-flop 1 is provided with drive pulses via a driver stage 9. The driver stage 9 generates what is required to drive the electric motor 3 Power. The output pulses of the tachometer generator 4 are by means of a pulse shaper 10 converted into square-wave pulses. At the reference input of the invention The PLL control circuit is provided with any frequency by a frequency generator 2 Square pulses applied. The frequency generator 2 is connected to one input a first AND gate 7 connected, the second input of which with the output pulses a reference pulse lock 5 framed by a dash-dotted line is applied. The output of this first AND gate 7 is connected to the set input S of the first RS flip-flop 1, whose reset input is connected to the output of a second AND gate 8 connected. The inputs of this second AND gate 8 are both at the Output of a tachometer pulse lock 6, also shown in phantom as well as connected to the output of the pulse shaper 1o.

Die Tachoimpuls-Veniegelung 6 enthält ein zweites RS-Kippglied 61, dessen Ausgang über einen Inverter 65 mit dem einen Eingang des zweiten UND-Gatters 8 und unmittelbar mit dem einen Eingang eines vierten UND-Gatters63 verbunden ist. Der Setz-Eingang des zweiten RS-Kippgliedes 61 ist an den Ausgang eines dritten UND-Gatters 62 angeschlossen, dessen beide Eingänge einerseits mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters 7> andererseits mit dem Ausgang des ersten RS-Kippgliedes 1 verbunden sind.The speedometer pulse locking 6 contains a second RS flip-flop 61, its output via an inverter 65 to one input of the second AND gate 8 and is directly connected to one input of a fourth AND gate 63. The set input of the second RS flip-flop 61 is connected to the output of a third AND gate 62 connected, the two inputs of which on the one hand to the output of the first AND gate 7> on the other hand with the output of the first RS flip-flop 1 are connected.

Der Ricksetz-Eingang des zweiten RS-Kippgliedes 61 ist mit den Ausgangsimpulsen des vierten UND-Gatters 63 beaufschlagt, dessen Eingänge neben der Verbindung mit dem Ausgang des zweiten RS-Kippgliedes 61 noch über ein erstes Verzögerungsglied 64 mit dem Ausgang des Impulsformers 10 verbunden sind.The reset input of the second RS flip-flop 61 is with the output pulses of the fourth AND gate 63 applied, the inputs of which in addition to the connection with the output of the second RS flip-flop 61 via a first delay element 64 are connected to the output of the pulse shaper 10.

Die Referenzimpuls-Verriegelung 5 enthält ebenfalls ein RS-Kippglied 51, dessen Ausgang sowohl mit dem Eingang eines sechsten UND-Gatters 53 als auch über einen dritten Inverter 56 mit einen-Eingang des ersten UND-Gatters 7 verbunden ist. Der Setz-Eingang des dritten RS-Kippgliedes 51 ist an den Ausgang eines fünften UND-Gatters 52 angeschlossen, dessen Eingänge wiederum einerseits mit dem Ausgang des zweiten UND-Gatters 8 und andererseits über einen zweiten Inverter 55 mit dem Ausgang des ersten RS-Kippgliedes1verbunden sind. Schließlich ist der Rücksetz -Eingang des dritten RS-Kippgliedes 51 mit dem Ausgang des sechsten UND-Gatters 53 verbunden, dessen zweiter Eingang über ein zweites Verzögerungsgl ied 54 an den Ausgang des Frequenz-Generators 2 angeschlossen ist.The reference pulse lock 5 also contains an RS flip-flop 51, the output of which is connected to the input of a sixth AND gate 53 as well as connected to one input of the first AND gate 7 via a third inverter 56 is. The set input of the third RS flip-flop 51 is connected to the output of a fifth AND gate 52 connected, its inputs in turn on the one hand with the output of the second AND gate 8 and on the other hand via a second inverter 55 with the Output of the first RS flip-flop 1 are connected. Finally, the reset is -Entry the third RS flip-flop 51 is connected to the output of the sixth AND gate 53, the second input via a second delay element 54 to the output of the Frequency generator 2 is connected.

Die Funktionsweise dieser PLL-Regelschaltung soll nachstehend anhand des Impulsdiagrammes gemäß Fig. 2 näher erläutert werden.The functioning of this PLL control circuit will be based on the following of the pulse diagram according to FIG. 2 are explained in more detail.

In Fig. 2 sind von oben nach unten die Referenzimpulse, die Tachoimpulse die Ausgangsimpulse des ersten RS-Kippgliedes 1, die Ausgangsimpulse des zweiten RS-Kippgliedes 61 sowie die Ausgangsimpulse des dritten RS-Kippgliedes 51 in verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 2a den Normalfall, Fig. 2b den Fall, daß die Referenzfrequenz schneller als die Tachofrequenz und Fig. 2c den Fall, daß die Tachofrequenz schneller als die Referenzfrequenz ist.In Fig. 2, the reference pulses, the speedometer pulses, are from top to bottom the output pulses of the first RS flip-flop 1, the output pulses of the second RS flip-flop 61 and the output pulses of the third RS flip-flop 51 in different Operating states shown. 2a shows the normal case, FIG. 2b shows the normal case Case that the reference frequency is faster than the speedometer frequency and Fig. 2c the case, that the speedometer frequency is faster than the reference frequency.

Grundsätzlich wird die Drehzahl bzw. Frequenz des Elektromotors 3 so geregelt, daß die Tachofrequenz mit der vom Frequenzgenerator abgegebenen Rechteckfrequenz identisch ist. Im Normalfall teig. 2a), d.h.Basically, the speed or frequency of the electric motor 3 regulated so that the speedometer frequency with the square wave frequency emitted by the frequency generator is identical. Usually doughy. 2a), i.e.

im eingeschwungen Zustand, in dem die Tachofrequenz gleich der Referenzfrequenz ist sind das zweite und dritte RS-Kippglied 61 und 51 zurückgesetzt, so daß die Tacho- bzw. die Referenzimpulse die beiden UND-Gatter 7 und 8 passieren können und der Regelkreis geschlossen ist.in the steady state, in which the speedometer frequency is equal to the reference frequency the second and third RS flip-flops 61 and 51 are reset so that the Speedometer or the reference pulses can pass through the two AND gates 7 and 8 and the control loop is closed.

In diesem Fall folgt auf jeden Referenzlmpuls ein Tachoimpuls und das erste RS-Kippglied 1 wird mit dem Referenzimpuls in den Zustand gesetzt und mit dem darauffolgenden Tachoimpuls in den L-Zustand. Die beiden anderen RS-Flip-Flops 51 und 61 befinden sich im Normalfall ständig im L-Zustand.In this case, each reference pulse is followed by a tachometer pulse and the first RS flip-flop 1 is set to the state with the reference pulse and with the following tachometer pulse in the L state. The other two RS flip-flops 51 and 61 are normally always in the L state.

Tritt durch Laständerung oder Änderung der Referenzfrequenz eine plötzliche starke Abweichung zwischen der Tachofrequenz und der Referenzfrequenz auf, so kann das dazu führen, daß plötzlich zwei oder mehr Impulse vom gleichen Typ, zum Beispiel zwei oder mehr Tacho- oder zwei oder mehr Referenzimpulse, aufeinanderfolgen und imin die Voraussetzungen für das Einrasten einer normalen PLL-Schaltung in einen falschen Frequenzbereich, d.h. bei einer harmonischen bzw. subharmonischen Frequenz der eingestellten Frequenz, geschaffen werden. Im Impulsdiagramm gemäß Fig. 2b ist angenommen worden, daß zwei Referenzimpulse nacheinander folgen, ohne daß auf den ersten Referenzimpuls ein Tachoimpuls folgt. In diesem Fall wird das dritte UND-Gatter 62 leitend und setzt das zweite RS-Kippglied 61. Das führt dazu, daß der nächste Tachoimpuls das zweite UND-Gatter 8 nicht passieren kann und demzufolge auch das erste RS-Kippglied 1 nicht zurückgesetzt wird, so daß der Elektromotor nicht abgeschaltet wird, was zu einer Beschleunigung und damit wiederum zu einer Verringerung der Regel ab weichung führt. Im Impulsdiagramm nach Fig. 2b wird zum Zeitpunkt tl das erste und zweite RS-Kippglied 1 und 61 gesetzt und bleibt gesetzt infolge des Ausbleibens eines Tachoimpulses auf einen Referenzimpuls. Zum Zeitpunkt t2 wird das zweite RS-Kippglied 61 zurückgesetzt und infolge des darauf auftretenden Referenzimpulses zum Zeitpunkt t3 erneut gesetzt. Dieser Vorgang wiederholt sich solange,bis zum Zeitpunkt t4 zwei Tachoimpulse aufeinanderfolgen, denen dann ein Referenzimpuls folgt, so daß der Normalzustand wieder erreicht ist. Dieser Zustand stellt sich im Schaltbild nach Fig. 1 derart dar, das über das erste Verzögerungsglied 64 das vierte UND-Gatter 63 und damit das zweite RS-Kippglied 61 zurückgesetzt und damit die Schaltung in den Ausgangszustand gebracht wird. Der Elektromotor wird also so lange nicht ausgeschaltet, bis auf jeden Referenzimpuls ein Tachoimpuls folgt, also der Abgleichzustand erreicht ist.If the load changes or the reference frequency changes, a sudden strong discrepancy between the speedometer frequency and the reference frequency, so may that cause suddenly two or more pulses of the same type, for example two or more tachometer or two or more reference pulses, successive and imin the requirements for engaging a normal PLL circuit into a wrong frequency range, i.e. a harmonic or subharmonic Frequency of the set frequency. In the pulse diagram according to Fig. 2b has been assumed that two reference pulses follow one another without that the first reference pulse is followed by a tachometer pulse. In this case it will third AND gate 62 conductive and sets the second RS flip-flop 61. This leads to that the next speedometer pulse cannot pass the second AND gate 8 and consequently the first RS flip-flop 1 is not reset either, so that the electric motor is not switched off, which leads to an acceleration and thus in turn to a Reducing the rule deviation leads. In the timing diagram of Fig. 2b is for Time tl the first and second RS flip-flop 1 and 61 set and remains set as a result of the absence of a tachometer pulse on a reference pulse. At the time t2, the second RS flip-flop 61 is reset and as a result of the occurring thereupon Reference pulse set again at time t3. This process is repeated until two tachometer pulses follow one another at time t4, which then one Reference pulse follows, so that the normal state is reached again. This condition is shown in the circuit diagram of FIG. 1 in such a way that the first delay element 64, the fourth AND gate 63 and thus the second RS flip-flop 61 are reset and so that the circuit is brought into the initial state. The electric motor will So not switched off until there is a tachometer pulse for each reference pulse follows, so the balance state is reached.

Analog verhält sich die Schaltung gemäß Fig. 2c, wenn mindestens zwei Tachoimpulse aufeinanderfolgen, ohne daß ein Referenzimpuls dazwischen liegt. Der Elektromotor wird dann mit Hilfe der Referenzimpuls-Verriegelung 5 solange nicht eingeschaltet, bis auf jeden Tachoimpuls ein Referenzimpuls folgt. Dies stellt sich in Fig. 2c derart dar, daß zum Zeitpunkt t5 ein zweiter Tachoimpuls folgt, ohne daß ein Referenzimpuls dazwischen liegt. Mit dem zweiten Tachoimpuls wird das dritte RS-Kippglied 51 gesetzt und infolge der Invertierung des Ausgangssignales kein Setzimpuls an das erste RS-Kippglied 1 abgegeben.The circuit according to FIG. 2c behaves analogously if at least two Speedometer pulses follow one another without a reference pulse in between. Of the The electric motor is then not activated with the help of the reference pulse lock 5 switched on until a reference pulse follows each speedometer pulse. This arises in Fig. 2c in such a way that at time t5 a second tachometer pulse follows, without that a reference pulse lies in between. With the second tachometer pulse, the third RS flip-flop 51 set and no set pulse due to the inversion of the output signal delivered to the first RS flip-flop 1.

Der Ausgang des ersten RS-Kippgliedes 1 verharrt daher im L-Zustand bis zum Zeitpunkt t6 der Normalzustand erreicht ist.The output of the first RS flip-flop 1 therefore remains in the L state until the normal state is reached at time t6.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm einer PLL-Regelschaltung für die Programmierung eines Mikrocomputers, beispielsweise eines Mikrocomputers 8048 der Firma Intel, dargestellt.Referring to Fig. 3, there is a flow chart of a PLL control circuit for programming a microcomputer, for example an 8048 microcomputer from Intel, shown.

Nach dem Start S des Programms wird mittels der ersten Verzweigung El entschieden, ob ein Referenzimpuls abgegeben wurde oder nicht. Ist ein Referenzimpuls abgegeben worden, so wird mit der zweiten Verzweigung E2 die Frage gestellt, ob Dl gesetzt ist, wobei Dl bedeutet, daß zwei Tachoimpulse unmittelbar nacheinander folgen. Ist dies der Fall, so wird über den Befehl B3 Dl gelöscht. Ist Dl nicht gesetzt, so wird mit der Verzweigung E3 eintschieden, ob F gesetzt ist, wobei F bedeutet, daß der Elektromotor eingeschaltet ist. Ist F gesetzt, so folgt der Befehl B27 D2 zu setzen. D2 bedeutet, daß zwei Referenzimpulse unmittelbar nacheinander folgen. Ist F nicht gesetzt, so wird mit dem Befehl B1 der Motor über den Setzbefehl eingeschaltet (B4). Die Befehlskästen B4, B2 und B3 führen zur Grenzstelle, d.h. zum Programmstart zurück. Sind nach El keine Referenzimpulse eingetroffen, wird mit der Entscheidung E4 abgefragt, ob Tachoimpulse aufgetreten sind.After the program has started S, the first branch El decided whether a reference pulse was delivered or not. Is a reference pulse have been released, the second branch E2 asks the question of whether Dl is set, where Dl means that two tacho pulses immediately one after the other follow. If this is the case, the command B3 Dl is used to delete. Is not Dl is set, branch E3 decides whether F is set, where F means that the electric motor is switched on. If F is set, the command follows Set B27 D2. D2 means that two reference pulses are in direct succession follow. If F is not set, command B1 is used to activate the motor via the set command switched on (B4). The command boxes B4, B2 and B3 lead to the border point, i.e. back to the start of the program. If no reference pulses have arrived after El, queried with decision E4 whether tachometer pulses have occurred.

Ist dies nicht der Fall, so erfolgt erneut der Programmstart. Ist ein Tachoimpuls eingetroffen, so folgt mit der Verzweigung E5 die Frage, ob D2 gesetzt ist. Ist dies der Fall, so wird mit dem Befehl B7 D2 gelöscht. Ist das nicht der Fall, so folgt die sechste Verzweigung E6 mit der Frage: F gesetzt? Ist F gesetzt, so wird mit B6 der Befehl erteilt Dl zu setzen. Ist F nicht gesetzt, so wird über B5 F gelöscht und mit B3 der Motor ausgeschaltet. Die Operationen B6, B7 und B8 führen ebenfalls zum Programmanfang zurück.If this is not the case, the program starts again. is If a speedometer pulse arrives, branch E5 is followed by the question of whether D2 is set is. If this is the case, command B7 is used to delete D2. Isn't that the one If so, the sixth branch E6 follows with the question: F set? If F is set, the command to set Dl is issued with B6. If F is not set, then becomes over B5 F deleted and the motor switched off with B3. Operations B6, B7 and B8 also lead back to the beginning of the program.

Zusammenfassung Verfahren und Schaltung zur Regelung von Drehzahl bzw. Frequenz eines Elektromotors (PLL-Prinzip), wobei von einem mit dem Eingang eines UND-Gatters 7 verbundenen Frequenzgenerator 2, dessen zweiter Eingang an den Ausgang einer Referenz-Impulsverriegelung 5 angeschlossen ist, Referenzfrequenzen bzw. -impulse und von einem mit dem Elektromotor verbundenen Tachogenerator 4, der über einen Impulsformer lo mit einem Eingang eines zweiten UND-Gatters 8 verbunden ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang einer Tacho-Impulsverriegelung 6 angeschlossen ist, die Motorfrequenz bzw. Tachoimpulse einem ein ausgangsseitig über eine Treiberstufe 9 den Elektromotor 3 ansteuerndes RS-Kippglied 1 enthaltendem Phasenregelkreis eingegeben werden. Der Setz-Eingang dieses RS-Kippgliedes 1 ist verbunden mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters 7, der Ausgang des zweiten UND-Gatters 8 mit dem Rücksetz-Eingang des RS-Kippgliedes 1. Die Eingänge der Referenz-Impulsverriegelung 5 sind sowohl mit dem Frequenzgenerator 2 als auch mit dem Ausgang des zweiten UND-Gatters 8 und dem Ausgang des RS-Kippgliedes 1 verbunden. Die Eingänge der Tachoimpulsverriegelung 6 sind sowohl an den Ausgang des Impulsformers lo als auch an den Ausgang des ersten UND-Gatters 7 und den Ausgang des RS-Kippgliedes 1 angeschlossen. Dadurch wird mit jedem Referenzimpuls das Kippglied 1 gesetzt und gibt Antriebsimpulse an den Elektromotor ab. Mit jedem Tachoimpuls wird das RS-Kippglied 1 zurückgesetzt und läßt somit keine Antriebs impulse auf den Elektromotor 3 gelangen.Summary Procedure and circuit for regulating speed or frequency of an electric motor (PLL principle), one with the input an AND gate 7 connected frequency generator 2, the second input to the Output of a reference pulse lock 5 is connected, reference frequencies or pulses and from a tachometer generator 4 connected to the electric motor, the Connected to an input of a second AND gate 8 via a pulse shaper lo whose second input is connected to the output of a speedometer pulse lock 6 is the motor frequency or tachometer pulses on the output side via a driver stage 9 input phase-locked loop containing the electric motor 3 controlling RS flip-flop 1 will. The set input of this RS flip-flop 1 is connected to the output of the first AND gate 7, the output of the second AND gate 8 with the reset input of the RS flip-flop 1. The inputs of the reference pulse lock 5 are both with the frequency generator 2 and with the output of the second AND gate 8 and connected to the output of the RS flip-flop 1. The inputs of the speedometer pulse lock 6 are both at the output of the pulse shaper lo and at the output of the first AND gate 7 and the output of the RS flip-flop 1 connected. This is with flip-flop 1 is set for each reference pulse and sends drive pulses to the electric motor away. The RS flip-flop 1 is reset with each tachometer pulse and therefore does not leave any Drive pulses reach the electric motor 3.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (2)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl bzw. Frequenz eines Elektromotors nach dem Prinzip der Nachlaufsynchronisation (Phase-Locked-Loop, PLL) bei dem von einem Frequenzgenerator eine Referenzfrequenz bzw. Referenzimpulse und von einem mit dem Elektromotor verbundenen Tachogenerator die Motorfrequenz bzw. Tachoimpulse einem Phasenregelkreis eingegeben werden, dessen Ausgang den Elektromotor ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenregelkreis ein RS-Kippglied (1) enthält, das mit jedem Referenzimpuls gesetzt wird und Antriebsimpulse an den Elektromotor (3) abgibt und mit jedem Tachoimpuls zurückgesetzt wird und keine Antriebsimpulse auf den Elektromotor (3) gelangen läßt. Claims 1. A method for regulating the speed or frequency an electric motor based on the principle of tracking synchronization (phase-locked loop, PLL) in which a frequency generator provides a reference frequency or reference pulses and the motor frequency from a tachometer generator connected to the electric motor or tachometer pulses are entered into a phase-locked loop, the output of which is the electric motor controls, characterized in that the phase-locked loop has an RS flip-flop (1) which is set with each reference pulse and drive pulses to the electric motor (3) and is reset with each speedometer pulse and no drive pulses can reach the electric motor (3). 2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzimpulse abgebende Frequenzgenerator (2) mit einem Eingang eines ersten UND-Gatters (7) verbunden ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang einer Referenzimpuls-Verriegelung (5) angeschlossen ist, daß der Tachogenerator (4) über einen Impulsformer (lo) mit einem Eingang eines zweiten UND-Gatters (8) verbunden ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang einer Tachoimpuls-Verriegelung (6) angeschlossen ist, daß der Ausgang des ersten UND-Gatters (7) mit dem Setz-Eingang und der Ausgang des zweiten UND-Gatters (8) mit dem Rücksetz-Eingang des ersten RS-Kippgliedes (1) verbunden ist, dessen Ausgang über eine Treiberstufe (9) den Elektromotor (3) ansteuert, daß die Eingänge der Referenzimpuls -Verriegelung (5) sowohl mit dem Frequenzgenerator (2) als auch mit dem Ausgang des zweiten UND-Gatters (8) und dem Ausgang des ersten RS-Kippgliedes (1) verbunden sind und daß die Eingänge der Tachoimpuls-Verriegelung (6) sowohl an den Ausgang des Impulsformers (lo) als auch an den Ausgang des ersten UND-Gatters (7) und den Ausgang des ersten RS-Kippgliedes (1) angeschlossen sind. 2. Circuit for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the reference pulses emitting frequency generator (2) with a Input of a first AND gate (7) is connected, the second input to the The output of a reference pulse lock (5) is connected to the tachometer generator (4) via a pulse shaper (lo) with an input of a second AND gate (8) whose second input is connected to the output of a tacho pulse lock (6) is connected that the output of the first AND gate (7) with the set input and the output of the second AND gate (8) to the reset input of the first RS flip-flop (1) is connected, the output of which via a driver stage (9) the Controls the electric motor (3), that the inputs of the reference pulse -Lock (5) both with the frequency generator (2) and with the output of the second AND gate (8) and the output of the first RS flip-flop (1) are and that the inputs of the speedometer pulse lock (6) both to the output of the pulse shaper (lo) as well as to the output of the first AND gate (7) and the Output of the first RS flip-flop (1) are connected. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tachoimpuls-Verriegelung (6) ein zweites RS-Kippglied (61) enthält, dessen Setz-Eingang mit dem Ausgang eines dritten UND-Gatters (62) und dessen Rücksetz-Eingang mit dem Ausgang eines vierten UND-Gatters (63) verbunden ist, daß die Eingänge des dritten UND-Gatters (62) sowohl an den Ausgang des ersten UND-Gatters (7) als auch an den Ausgang des ersten RS-Kippgliedes (1) angeschlossen sind, daß die Eingänge des vierten UND-Gatters (63) sowohl an den Ausgang des zweiten RS-Kippgliedes (61) als auch über ein Verzögerungsglied (64) mit dem Ausgang des Impulsformers (lo) verbunden sind und daß der Ausgang des zweiten RS-Kippgliedes (61) über einen ersten Inverter (65) an den einen Eingang des zweiten UND-Gatters (8) angeschlossen ist.3. A circuit according to claim 2, characterized in that the speedometer pulse lock (6) contains a second RS flip-flop (61) whose set input is connected to the output of a third AND gate (62) and its reset input to the output of a fourth AND gate (63) is connected that the inputs of the third AND gate (62) both to the output of the first AND gate (7) and to the output of the first RS flip-flop (1) that the inputs of the fourth AND gate (63) are connected to both the output of the second RS flip-flop element (61) and via a delay element (64) are connected to the output of the pulse shaper (lo) and that the output of the second RS flip-flop (61) via a first inverter (65) to one input of the second AND gate (8) is connected. 4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzimpuls-Verriegelung (5) ein drittes RS-Kippglied (51) enthält, dessen Setz-Eingang mit dem Ausgang eines fünften UND-Gatters (52) und dessen Rücksetz-Eingang mit einem sechsten UND-Gatter (53) verbunden ist, daß die Eingänge des fünften UND-Gatters (52) sowohl an den Ausgang des zweiten UND-Gatters (8) als auch über einen zweiten Inverter (55) an den Ausgang des ersten RS-Kippgliedes (1) angeschlossen sind, daß die Eingänge des sechsten UND-Gatters (53) sowohl an den Ausgang des dritten RS-Kippgliedes (51) als auch über ein zweites Verzögerungsglied (54) an den Ausgang des Frequenzgenerators (2) angeschlossen sind und daß der Ausgang des dritten RS-Kippgliedes (51) über einen dritten Inverter (56) mit dem einen Eingang des ersten UND-Gatters (7) verbunden ist.4. A circuit according to claim 2, characterized in that the reference pulse locking (5) contains a third RS flip-flop (51) whose set input is connected to the output of a fifth AND gate (52) and its reset input with a sixth AND gate (53) is connected that the inputs of the fifth AND gate (52) to both the Output of the second AND gate (8) and via a second inverter (55) the output of the first RS flip-flop (1) are connected that the inputs of the sixth AND gate (53) both to the output of the third RS flip-flop (51) and via a second delay element (54) to the output of the frequency generator (2) are connected and that the output of the third RS flip-flop (51) via a third inverter (56) to one input of the first AND gate (7) is connected. 5. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (Q) des zweiten bzw. dritten RS-Kippgliedes (51 bzw. 61) mit dem einen Eingang des vierten bzw. sechsten UND-Gatters (63 bzw.5. Circuit according to claims 3 and 4, characterized in that that the output (Q) of the second or third RS flip-flop element (51 or 61) with the an input of the fourth or sixth AND gate (63 or 53) und daß der invertierende Ausgang (Q) des zweiten bzw. dritten RS-Kippgliedes (61 bzw. 51) mit dem einen Eingang des ersten bzw. 53) and that the inverting output (Q) of the second or third RS flip-flop element (61 or 51) with one input of the first or zweiten UND-Gatters (7 bzw. 8) verbunden ist. second AND gate (7 or 8) is connected.
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