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Kollektorloser Elektronikmotor
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Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Elektronikmotor mit einem
Permanentmagnet-Rotor und vier Statorwicklungen, die voneinander einen elektrischen
Winkelabstand von 900 haben und als Stern geschaltet sind, sowie mit einem Rotor-Stellungsgeber
und einer in Steuerabhängigkeit von diesem Rotor-Stellungsgeber stehenden Auswerteschaltung,
die aus den Signalen des Rotor-Stellungsgebers Steuersignale für die Schaltelemente
einer Kommutierungseinrichtung ableitet, von denen jedes Schaltelement einer anderen
der vier Statorwicklungen zugeordnet ist.
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Ein derartiger kollektorloser Elektronikmotor ist bereits in den nicht
vorveröffentlichten Unterlagen zur ältern Patentanmeldung P 29 OO 547.8 beschrieben.
Der Rotor-Stellungsgeber weist dort zwei Elallgeneratoren auf, die um 900 el. und
magnetisch versetzt gegeneinander angeordnet.
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sind. Die an diesen Hallgeneratoren erzeugten Hallspannungen stellen
die Signale dar, aus denen die Auswerteschaltung die Steuersignale für die Schaltelemente
der Kommutierungseinrichtung ableitet.
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Der in den Unterlagen zur besagten älteren Patentanmeldung beschriebene
kollektorlose Elektronikmotor macht sich die Erkenntnis zunutze, daß eine auf digitaler
Basis arbeitende Ansteuereinrichtung preisgünstiger ist als eine auf analoger Basis
arbeitende Ansteuereinrichtung. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um einen
nicht geregelten Elektronikmotor handelt, der beispielsweise in erheblichem Umfang
in Serienprodukten wie z.B. Lüftern eingesetzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines kollektorlosen
Elektronikmotors noch weiter zu vereinfachen
und dadurch auch die
Fertigung des Motors selbst preisgünstiger zu gestalten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein kollektorloser Elektronikmotor der
eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor-Stellungsgeber
durch die Statorwicklungen gebildet ist, in denen durch den Permanentmagnet-Rotor
Spannungen induziert werden mit einem Zeitabstand, der Bezugszeit Tg für unmittelbar
aufeinanderfolgende Nulldurchgänge von in verschiedenen Statorwicklungen induzierten
Spannungen, und daß die Auswerteschaltung derart ausgebildet ist, daß die Sraltzeitpunkte
der von ihr an jedes Schaltelement der Kommutierungseinrichtung in zeitlicher Folge
als digitale Steuersignale abgegebenen Ausgangssignale jeweils eine halbe Bezugszeit
1/2 Tg vor und nach dem Zeitpunkt liegen, in dem die Spannung ihr Maximum erreicht,
die durch den Permanentmagnet-Rotor in der Statorwicklung induziert wird, die einen
elektrischen Winkelabstand von 1800 von derjenigen Statorwicklung hat, deren Schaltelement
die jeweilige Folge digitaler Steuersignale zugeordnet ist.
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Da die Statorwicklungen selbst als Rotorstellungsgeber herangezogen
sind, ist es nicht erforderlich, irgendwelche gesonderten Rotor-Stellungsgeber,
z.B. Hallgeneratoren, sowie optisch oder induktiv wirkende Einrichtungen wie z.B.
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besondere Steuermagnete mit besonderen Induktionsspulen am kollektorlosen
Elektronikmotor anzubringen, so daß der zugehörige Fertigungsschritt bei der Massererstellung
des Elektronikmotors und die damit verbundenen Kosten eingespart werden können.
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Es ist günstig, wenn ein Steueroszillator mit vorgebbarer Frequenz
zur Fremdkommutierung vorgesehen ist, mit einem in Steuerabhängigkeit von der Rotordrehzahl
stehenden Schaltglied, welches der Auswerteschaltung zugeordnet ist und bewirkt,
daß die an jedes Schaltelement der Kommutierungseinrichtung abgegebenen Steuersignale
bis
zum Erreichen einer vorgegebenen Rotordrehzahl von Signalen des Steueroszillators
abgeleitet werden Hierdurch kann die Anlaufphase des kollektorlosen Elektronikmotors
überbrückt werden. Insbesondere kann auch durch entsprechende Auswahl der Frequenz
des Steueroszillators das in der Anlaufphase des Elektronikmotors erzielte Drehmoment
den Lastverhältnissen angepaßt werden, die dieser Elektonikmotor nach dem endgültigen
Einbau in das Gerät, für das er bestimmt ist, dort ständig vorfindet.
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Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an zwei
Ausführungsbeispielen näher erläutert: Fig. 1 zeigt schematisch ein Prinzipschaltbild
für einen erfindungsgemäßen kollektorlosen Elektronikmotor einschließlich Schaltglied
und Steueroszillator, Fig. 2 zeigt zum erfindungsgemäßen Elektronikmotor gemäß Fig.
1 gehörende Spannungs- und Impulsdiagramme, Fig. 3 zeigt das elektrische Schaltbild
zur ersten Ausführungsform eines Elektronikmotors gemäß Fig. 1, Fig. 4 zeigt das
elektrische Schaltbild zur zweiten Ausführungsform des Elektronikmotors nach Fig.
1, Fig. 5 zeigt ein Detailschaltbild der Auswerteschaltung im Schaltbild nach Fig.
4, Fig. 6 zeigt ein Detailschaltbild für den Steueroszillator im Schaltbild nach
Fig. 4.
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In Fig. .1 weist der Elektronikmotor M vier Einzel-Statorwicklungen
W1, W2, W3 und W4 auf, die paarweise in Wickelkammern eines Wickelkörpers liegen
und im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, d.h. der räumliche Winkelabstand
zwischen zwei dieser Statorwicklungen beträgt jeweils 900. Diese Statorwicklungen
sind um einen zentral angeordneten Permanentmagnet-Rotor P herum angebracht. Dieser
Permanentmagnet-Rotor P besitzt auf seinem Umfang ein einziges magnetisches Polpaar
N und S.
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Die Statorwicklungen W1, W2, W3 und W4 sind als Stern geschaltet.
Der Sternpunkt liegt am Anschluß 10 für den positiven Pol einer Gleichstromquelle
mit der Betriebsspannung UB. Ferner sind diese Statorwicklungen W1, W22 W3 und W4
jeweils an die Ausgänge Al, A2 A3 und A4 einer Kommutierungseinrichtung 12 angeschlossen.
Diese Ausgänge Al, A2, A3, A4 werden durch die Kommutierungseinrichtung 12 nacheinander
in einer bestimmten Reihenfolge elektrisch leitend mit dem Anschluß 11 für den negativen
Pol der Gleichstromquelle verbunden, der zugleich auch an Masse liegt.
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Die Reihenfolge, in der die Ausgänge Al, A2 A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung
12 elektrisch leitend mit der Anschlußklemme 11 verbunden werden, wird durch eine
Auswerteschaltung 13 bestimmt, die vier Eingänge El, E2, E3 und E4 aufweist, welche
jeweils mit dem Anschluß der Statorwicklungen W1, W2, W3 und W4 verbunden sind>
die entsprechend an den Ausgängen Al, A2, A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung
12 liegen und an denen die vom Permanentmagnet-Rotor P in den einzelnen Statorwicklungen
W1, W2, W3 und W4 induzierten Spannungen für die Auswerteschaltung 13 abgegriffen
werden. Die Kommutierungseinrichtung 12 steht in Steuerabhängigkeit von dieser Auswerteschaltung
13.
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Der Auswerteschaltung 13 sind ferner ein Schaltglied 14 und ein Steueroszillator
15 zugeordnet. DPs Schaltglied 14 bewirkt, daß bis zum Erreichen einer vorgegebenen
Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P die Steuersignale für die den Ausgängen Al,
A2 A3 und A4 zugeordneten Schaltelemente der Kommutierungse inrichtung. von Signalen
des Steueroszillators 15 abgeleitet werden.
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Das Schaltglied 14 steht in Steuerabhängigkeit von der Drehzahl des
Permanentmagnet-Rotors P. Hierzu ist am Elektronikmotor eine Einrichtung zum Bestimmen
dieser Drehzahl
vorgesehen. Sie kann beispielsweise, wie in Fig.
1 dargestellt, vier Dioden V9, V10, V11 und V12 aufweisen, die mit ihren Kathoden
als Stern geschaltet sind. Jede dieser Dioden V9 bis V12 liegt ferner mit ihrer
Anode an einem der Anschlüsse der Statorwicklungen W1, W2, W3 und W4, die an den
Ausgängen A1, A2, A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung 12 angeschlossen sind.
Der Kathodensternnunkt der Dioden V9, V10, V11 und V12 liegt an einer Transistorschaltung
16. Diese wandelt die Summe der in den Statorwicklungen Wl bis W4 durch den Rotor
P induzierten positiven Spannungshalbwellen in einen proportionalen Strom um, der
einen nachgeschalteten ohmschen Widerstand R14 durchfließt. Der Spannungsabfall
an diesem ohmschen Widerstand R14, dessen Größe von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors
P abhängt, wird dem Schaltglied 14 zur Auswertung b zugeführt.
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Zur Erklärung der schematischen Wirkungsweise des Elektronikmotors
nach Fig. 1 dienen die Spannungs- und Impulsdiagramme nach Fig. 2. In dieser Fig.
2 sind über der Zeit t die durch den sich mit einer momentanen Winkelgeschwindigkeit
Q drehenden Permanentmagnet-Rotor P in den Statorwicklungen W1, W2, W3, W4 induzierten
Spannungen el, e2, e3, e4 unter Berücksichtigung der mit diesen induzierten Spannungen
in Serie liegenden Gleichstromquelle aufgetragen.
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Die vier Statorwicklungen W1, W2, W3 und W4 haben zur jeweils benachbarten
Statorwicklung einen räumlichen Winkelabstand von 900. Der Permanentmagnet-Rotor
P weist nur ein einziges Magnetpolpaar auf. Deshalb ist die in jeder Statorwicklung
induzierte sinusförmige Spannung um 900 phasenverschoben zu der in der nächstbenachbarten
Statorwicklung induzierten Spannung. Dies bedeutet, daß die vier Statorwicklungen
W1, W2, W3 und W4 voneinander einen "elektrischen Winkelabstand" von 900 haben.
Im Diagramm der Induktionsspannungen el bis e4 in Fig. 2.ist auch die Bezugszeit
T0 eingetragen, die gleich dem Zei-tabstand zwischen
unmittelbar
aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen der in den verschiedenen Statorwicklungen WI
bis W4 induzierten Spannungen e1 bis e4 ist. In Fig. 2 sind ferner über der Zeit
t vier verschiedene Spannungsimpulsfolgen vl, v2, v3 und v4 dargestellt. v1 sind
die Schaltimpulse, die die Auswerteschaltung 13 an das dem Ausgang Al zugeordnete
Schaltelement der Kommutierungseinrichtung 12 abgibt ,und dementsprechend sind auch
die Schaltimpulse v2 bis v4 aus der Auswerteschaltung 13 den anderen, jeweils für
einen der Ausgänge A2 bis A4 bestimmten Schaltelementen der Kommutierungseinrichtung
12 zuzuordnen. Liegt ein Schaltimpuls v an einem Schaltelement der Kommutierungseinrichtung
12 an, so ist der entsprechende Ausgang A dieser Kommutierungseinrichtung während
der Impulsdauer von v auf den Anschluß 11 für den negativen Pol der Gleichstromquelle
geschaltet.
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Die Schaltzeitpunkte eines jeden Ausgangssignals vl der Auswerteschaltung
13, d.h. der dem Signalbeginn zugeordnete Einschaltzeitpunkt und der dem Signalende
zugeordnete Ausschaltzeitpunkt, liegen jeweils 1/2 To vor und nach dem Zeitpunkt,
in dem die Spannung e3 ihr Maximum erreicht, die durch den Permanentmagnet-Rotor
P in der Statorwicklung W3 induziert wird, die einen elektrischen Winkelabstand
von 1800 von derjenigen Statorwicklung Wi hat, die am Ausgang Al der Kommutierungseinrichtung
liegt. Dieser Statorwicklung W1 ist die Impulsfolge vl für das Schaltelement der
Kommutierungseinrichtung für deren Ausgang A1 zugeordnet. Entsprechende Aussagen
gelter für die Ausgangssignale v2 bis v4 der Auswerteschaltung 13. Auch ist der
Zeitpunkt, in dem die induktionsspannung e3 ihr Maximum erreicht, stets identisch
mit dem Zeitpunkt, in dem die Induktionsspannungen e2 und e4 der Statorwicklung
W2 und W4 ihren Nulldurchgang haben, die von der Statorwicklung W1, der die Steuersignale
v1 zugeordnet sind, einen elektrischen Winkelabstand von 900 haben. Eine entsprechende
Aussage gilt auch für die anderen Statorwicklungen und die in ihnen induzierten
Spannungen. Demgemäß ist die Signal-
dauer der Impulse v1 >-
v2, v3 und v4 gleich der Bezugszeit To Der Signalabstand zwischen zwei unmittelbar
aufeinanderfolgenden Impulsen in jeder der Impulsfolgen 1 bis v4 beträgt vom Signalende
des vorhergehenden bis zum Signalanfang des nachfolgenden Impulses 3 T0.
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In der Anlaufphase des Elektronikmotors M ist Fremdkommutierung erforderlich.
Deshalb gibt die Auswerteschaltung 13 während dieser Anlaufphase Steuersignalfolgen
v1 bis v4 entsprechend Fig. 2 an die Kommutierungseinrichtung 12 ab, die von den
Signalen des Steueroszillators 15 abgeleitet sind, die jedoch einen fest vorgegebenen
Wert für die Bezugszeit T0 haben. Die Größe dieses fest vorgegebenen Wertes für
Tg kann entsprechend der Motorbelastung der Anlaufphase gewählt werden. Erreicht
der Permanentmagnet-Rotor P schließlich eine vorgegebene Drehzahl, erhält das Schaltglied
14 durch den Spannungsabfall am ohmschen Widerstand 17 ein entsprechendes Spannungssignal
und bewirkt, daß die Auswerteschaltung 13 nicht mehr die vom Steueroszillator 15,
sondern die aus den Induktionsspannungen el bis e4 in den Statorwicklungen W1 bis
W4 abgeleiteten Ansteuersignale v1 bis v4 an die Kommutierungseinrichtung 12 abgibt.
Bei diesen aus den Induktionsspannungen el bis e4 abgeleiteten Ansteuersignalen
ist der Wert der Bezugszeit Tg von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P abhängig
und umso kleiner, je schneller sich dieser Permanentmagnet-Rotor P dreht.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektronikmotors, dessen
elektrisches Schaltbild ausführlicher in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Kommutierungseinrichtung
12 vier npn-Schalttransistoren V1, V2, V3 und V4 als den Statorwicklungen W1, W2,
W3 und W4 zugeordnete Schaltelemente auf. Die Kollektoren der Schalttransistoren
V1 bis V4 bilden jeweils die Ausgänge Al bis A4 der Kommutie-.
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rungseinrichtung 12. Die-Emitter dieser Schalttransistoren
V1
bis V4 liegen alle am Anschluß 11 für den negativen Pol der Gleichstromquelle und
damit an Masse.
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Die in Stern geschalteten Statorwicklungen Wl bis W4 sind mit ihren
Zweitanschlüssen jeweils an die Ausgänge Al bis A4 der Schalttransistoren V1 bis
V4 und damit der Kommutierungseinrichtung 12 angeschlossen. Der Sternpunkt liegt
an der Anschlußklemme 10 für den positiven Pol der Gleichstromquelle. Zwischen den
Ausgängen A1 und A3 der ommutierungseinrichtung mit den Schalttransistoren V1 bis
V4 liegt ein RC-Glied, welches aus dem Kondensator C1 mit dem in Serie geschalteten
ohmschen Widerstand R17 besteht. Entsprechend liegt ein aus dem Kondensator C2 und
dem in Serie geschalteten ohmschen Widerstand R18 bestehendes RC-Glied zwischen
den Ausgängen A2 und A4. Diese RC-Glieder unterdrücken Umschaltspannungsspitzen.
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In der Schaltung nach Fig. 3 ist die Auswerteschaltung aufgeteilt
in eine Verknüpfungsschaltung 13a und eine Logikschaltung 13b. Zwischen beide ist
das ebenfalls aus logischen Elementen aufgebaute Schaltglied 14 geschaltet.
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Parallel zu den Emitterbasisstrecken der Schalttransistoren V1, V2
und V3 liegt jeweils ein Spannungsteiler. Diese Spannungsteiler bestehen aus den
in Serie geschalteten ohmschen Widerständen R5, R6 sowie R7, R8 und R9, R10. Die
Schalttransistoren V1 bis V3 sind Statorwicklungen W1 bis W3 zugeordnet, die untereinander
einen elektrischen Winkel-0 abstand von 90 haben. Am Mittelabgri-L-- des des durch
die ohmschen Widerstände R7, R8 gebildeten Spannungsteilers, der der Statorwicklung
W2 zugeordnet ist, die von den beiden anderen Statorwicklungen W1 und W3 einen elektrischen
Winkelabstand von jeweils 900 hat, liegen der invertierende Eingang eines Operationsverstärkers.V6
und der nicht invertierende Eingang eines weiteren Operationsverstärkers V7.
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Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers V6
liegt
am Mittelabgriff des Spannungsteilers R5, R6 und der invertierende Eingang des-
Operationsverstärkers V7 am Mittelabgriff des Spannungsteilers R9, R10. Beide Operationsverstärker
V6 und. V7 bilden die Verknüpfungsschaltungen 13a.
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Das Schaltglied 14 weist zwei UND-Gatter V15 und V16 sowie zwei ODER-Gatter
V17 und V18 auf. Die Ausgänge dieser beiden ODER-Gatter V17 und V18 sind die Ausgänge
des Schaltgliedes 14. Der Ausgang B1 des Operationsverstärkers V6 liegt an dem einen
Eingang des UND-Gatters V15 und der Ausgang B2 des Operationsverstärkers V7 an dem
einen Eingang des UND-Gatters V16. Die beiden anderen Eingänge der UND-Gatter V15
und V16 sind mit dem Ausgang eines Inversionsgliedes V25 verbunden, das ebenfalls
zum Schaltglied 14 gehört. Der zweite Eingang des ODER-Gatters V17 liegt am Ausgang
eines weiteren UND-Gatters V26 und der zweite Eingang des ODER-Gatters V18 am Ausgang
eines weiteren UND-Gatters V27, die beide ebenfalls zum Schaltglied 14 gehören.
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Zum Schaltglied 14 gehört auch noch ein Operationsverstärker V8, dessen
nicht invertierender Eingang am Mittelabgriff eines Spannungsteilers R12, R13 liegt,
dessen beide ohmschen Widerstände in Serie zwischen die Anschlüsse 10 und 11 für
die Gleichstromquelle geschaltet sind. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers
V8 liegt am Kollektor eines pnp-Transistors V5. An diesem Kollektor liegt auch ein
ohmscher Widerstand R14 mit parallel geschaltetem Kondensator C3, die außerdem an
den Anschluß 11 und damit an Masse geschaltet sind. Der Emitter des Transistors
VS liegt außerdem über den ohmschen Widerstand R11 am Kathodensternpunkt der Dioden
V9 bis V12, deren Anoden jeweils zwischen die Statorwicklungen W.1 bis W4 und die
Kollektoren der zugehörigen Schalttransistoren V1 bis V4 geschaltet sind. Die Basis
des Transistors V5 ist zwischen die Kathode einer Diode V13 und einen ohmschen Widerstand
R15 geschaltet, die zusammen mit einer weiteren Diode V1-4 in Serie
zwischen
den Anschlüssen 10 und 11 liegen. Die Anode der Diode V14 liegt am Anschluß 10.
Der Transistor V5 hat die Funktion der Transistorschaltung 6 in Fig. 15 während
der ohmsche Widerstand R14 dem ohmschen Widerstand R14 in Fig entspricht.
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Die Dioden Val 3 und V14 kompensieren die Diodenschwellen der Auskoppeldioden
V9 bis V12, während der Kondensator C3 die über die Dioden V9 bis V12 ausgekoppelten
Induktionsspannungs-Halbwellen glättet.
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Der Ausgang des Operationsverstärkers V8 liegt am Eingang der Inversionsstufe
V25 und jeweils an einem Eingang der beiden UND-Gatter V26, V27. Die beiden anderen
Eingänge der UND-Gatter V26 und V27 sind die Eingänge des Schaltgliedes 14 für den
Steueroszillator 15, die Steueroszillator-Aus gänge F1 und F2 liegen an diesen die
Eingänge des Schaltgliedes 14 bildenden Eingängen der UND-Gatter V26 und V27.
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Der Steueroszillator 15 weist zwei Daten-Flip-Flops (bistabile Multivibratoren)
V28 und V29 auf. Der Dateneingang D28 des Flip-Flops V28 liegt am inversen Ausgang
QF2 des Flip-Flops V29, während der Ausgang QF1 des Flip-Flops V28 am Dateneingang
D29 des Flip-Flops V29 liegt. Außerdem bildet dieser Ausgang QF1 des Flip-Flops
V28 den einen Ausgang F1 des Steueroszillators 15 und liegt am zweiten Eingang des
UND-Gatters V26 des Schaltgliedes 14 Der Ausgang QF2 des Flip-Flops V29 bildet den
anderen Ausgang F2 des Steueroszillators 15 und liegt am zweiten Eingang des UND-Gatters
V27 dieses Schaltgliedes 14. Die Takteingänge beider Flip-Flops V28, V29 liegen
an einem Schwingkreis, der zwei in Serie geschaltete Inversionsstufen V30 V31 sowie
einen ohmschen Widerstand R16 und einen Schwingkondensator CS aufweist. Der Schwingkondensator
C5 liegt parallel zur inversionsstufe. V31., deren Ausgang am-Eingang der inversionsstufe
V30 liegt, deren Ausgang wiederum mit den Takteino
gängen der Flip-Flops
V28, V29 verbunden ist. Der ohmsche Widerstand R16 liegt zwischen dem Ausgang der
Inversionsstufe V30 und dem Eingang der inversionsstufe V31. Die Logikschaltung
13b der Auswerteschaltung 13 weist ebenfalls zwei Inversionsstufen V19 und V20 -auf,
der Eingang der Inversionsstufe V19 liegt am Ausgang des ODER-Gatters V17 des Schaltgliedes
14, der Eingang der Inversionsstufe V20 am Ausgang des ODER-Gatters V18 desselben
Schaltgliedes 14.
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Ferner weist die Logikschaltung 13b vier UND-Gatter V21 bis V24 auf.
Der Ausgang V1 des UND-Gatters V21 liegt über einen ohmschen Widerstand R1 an der
Basis des Schalttransistors Vi der Kommutierungseinrichtung 12, außerdem ist der
Ausgang V2 des UND-Gatters V22 über einen ohmschen Widerstand R2 mit der Basis des
Schalttransistors V2, der Ausgang V3 des UND-Gatters V23 über einen ohmschen Widerstand
R3 mit der Basis des Schalttransistors V3 und der Ausgang V4 des UND-Gatters V24
über einen ohmschen Widerstand R4 mit der Basis des Schalttransistors V4 der Kommutierungseinrichtung
12 verbunden. Ein Eingang des UND-Gatters V21 liegt am Ausgang der inversionsstufe
V19, der andere am Ausgang der inversionsstufe V20; ein Eingang des UND-Gatters
V22 liegt am Eingang der Inversionsstufe V19, der andere Eingang liegt am Ausgang
der Inversionsstufe V20; ein Eingang des UND-Gatters V23 liegt am Eingang der Inversionsstufe
V 19, der andere Eingang liegt am Eingang der Inversionsstufe V20; ein Eingang des
UND-Gatters V24 liegt am Ausgang der Inversionsstufe V19, der andere Eingang am
Eingang der inversionsstufe V20.
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Der Operationsverstärker V6 der Verknüpfungsschaltung 13a vergleicht
die vom Permanentmagnet-Rotor P in den Statorwicklungen W1 und W2, die voneinander
einen elektrischen Winkelabstand von 900 haben, induzierten Spannungen el und e2.
Der Operationsverstärker V6 gibt an seinem Ausgang und damit am Ausgang B1 der Verknüpfungsschaltung
13a Signal, wenn die in der Statorwicklung W1 vom Rotor P induzierte Spannung el
größer ist als die in der Statorwicklung W2
induzierte Spannung
e2. Wie die Impulsfolge b1 in Fig. 2 zeigt, liegt der Einschaltzei-tpunkt für einen
solchen Spannungsimpuls b1 am Ausgang B1 der Verknüpfungsschaltung 13a z.B. 1/2
T0 vor dem Zeitpunkt /tu und der Ausschaltzeitpunkt 1/2 Tg nach dem Zeitpunkt 3t/2
v. Hierbei ist ww die momentane Winkelgeschwindigkeit des Permanentmagnet-Rotors
PO Der zweite Operationsverstärker V7 der Verknüpfungsschaltung 13a vergleicht die
vom Permanentmagnet-Rotor P in den Statorwicklungen W2 und W3 induzierten Spannungen
e2 und e3.
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Die Statorwicklung W3 hat einen elektrischen Winkelabstand 0 von 90
von der Statorwicklung W2. km Ausgang des Operationsverstärkers V7 und damit auch
am Ausgang B2 der Verknüpfungsschaltung 13a liegt ein Spannungssignal anS wenn die
in der Statorwicklung W2 induzierte Spannung e2 größer ist als die in der Statorwicklung
W3 induzierte Spannung e3. Wie die Impulsfolge b2 in Fig. 2 zeigte liegt der Einschaltzeitpunkt
eines solchen Spannungssignals z.B. 1/2 T0 nach dem Zeitpunkt t/» und der Ausschaltzeitpunkt
dieses Spannungssignals 1/2 T0 nach dem Zeitpunkt 2t/-. Wie man erkennt, haben also
die Spannungsimpulse der Impulsfolgen b1 und b2 in Fig. 2 eine Signaldauer und einen
zeitlichen Abstand zwischen zwei Signalen der gleichen Folge, die beide gleich der
doppelten Bezugszeit 2 Tg sind. Ferner sind die Signale beider Folgen bl und b2
zueinander um die einfache Bezugs zeit T0 verschoben. Schließlich liegen auch die
Schaltzeitpunkte, d.h. die Anschalt- und Abschaltzeitpunkte für die Spannungsimpulse
b1 und b2 jeweils einen halben Zeitabstand 1/2 T0 vor oder nach inem Nulldurchgang
der in den verschiedenen Statorwicklungen W1 bis W4 vom Permanentmagnet-Rotor P
induzierten Spannungen e1 bis e4.
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Der Steueroszillator 1.5 in Fig. 3 erzeugt an seinen beiden Ausgängen
F1 und F2 jeweils eine Signalfolge b1 und b2.
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Beide Signalfolgen bl und b2 aus dem Steueroszillator 15 sind um eine
Zeit, die einen fest vorgegebenen Wert, d.h.
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einen fest vorgegebenen Wert für die Bezugszeit T0 haut,
zueinander
verschoben. Ferner sind die Signaldauern.beider Signalfolgen b1 und b2 und der zeitliche
Abstand zwischen zwei Signalen der gleichen Folge bs oder b2, d.h. der zeitliche
Abstand zwischen -Signalende des. vorhergehenden Signals und Signalbeginn des nachfolgenden
Signals,gleich dem Doppelten dieses fest vorgegebenen Zeitwertes, also 2 T0 (mit
T0 = fest vorgegebene Bezugszeit).
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Während der Anlaufphase des Elektronikmotors M liegt am Ausgang des
Operationsverstärkers V8 des Schaltgliedes 14 Spannung, so daß das Schaltglied 14
den Ubertritt von Signalen aus den Ausgängen B1 und B2 der Verknüpfungsschaltung
13a an die Eingänge der Logikse-haltung 13b verhindert und stattdessen die Signale
an den Ausgängen F1 und F2 des Steueroszillators 15 auf die Eingänge der Logikschaltung
13b, d.h. auf die Eingänge der Inversionsglieder V19 und V20 dieser Logikschaltung
13b schaltet. Diese Logikschaltung 13b wertet die Signalfolgen an den Ausgängen
F1 und F2 des Steueroszillators 15 aus und erzeugt am Ausgang des UND-Gatters V21
der Logikschaltung 13b die Signalfolge v1 aus Fig. 2, am Ausgang des UND-Gatters
V22 die Signalfolge v2, am Ausgang des UND-Gatters V3 die Signalfolge -v3 und am
Ausgang des UND-Gatters V24 die Signalfolge v4. In diesen Signalfolgen vl bis v4,
die durch die Logikschaltung 13b aus den Signalen des Steueroszillators 15 abgeleitet
werden, hat die Bezugs zeit Tg einen vorgegebenen festen Wert, der durch den Schwingkreis
des Steuer-Oszillators 15 bestimmt ist. Durch entsprechende Dimensionierung der
passiven elektronischen Bauelemente dieses Schwingkreises kann der vorgegebene feste
Wert für die Bezugs zeit T entsprechend der 0 Belastung des Elektronikmotors in
der Anlaufphase ausgewählt werden.
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Die Signalfolge v1 wird vom Ausgang v1 des UND-Gatters V21 unter Zwischenschaltung
eines ohmschen Widerstandes R1 an die Basis des Schalttransistors V1 der Kommutierungseinrichtung
12 abgegeben, so daß der Schalttransistors V1
während der Signaldauer
eines Spannungssignals.v1 durchgesteuert und die Statorwicklung Wl an die Gleichstromquelle
geschaltet ist. Entsprechend werden die Spannungssignale v2 am Ausgang des UND-Gatters
V22 über einen ohmschen Widerstand R2 an die Basis des Schalttransistors V2, die
Spannungssignale v3 am Ausgang des UND-Gatters V23 über einen ohmschen Widerstand
R3 an die Basis des Schalttransistors V3 und die Spannungssignale v3 am Ausgang
des UND-Gatters V4 über einen ohmschen Widerstand R4 an die Basis des Schalttransistors
V4 gelegt. Die Signale v1 bis v4 haben alle eine fest vorgegebene Signaldauer To
und in jeder Folge vl bis v4 einen fest vorgegebenen zeitlichen Signalabstand 3
T0 von Signalende bis zum Signalanfang des folgenden Signals.
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Die Statorwicklungen W1 bis W4 haben in dieser Reihenfolge in Drehrichtung
des Permanentmagnet-Rotors P gesehen je-0 weils voneinander einen elektrischen Winkelabstand
von 90 Die dem Schalttransistor V2 der Statorwicklung W2 zugeordnete Signalfolge
v2 ist gegenüber der Signalfolge vl> die dem Schalttransistor V1 für die Statorwicklung
W1 zugeordnet ist, um Tg verzögert. Entsprechend ist auch die Signalfolge v3, die
dem Schalttransistor V3 für die Statorwicklung W3 zugeordnet ist, gegenüber der
Signalfolge v2 um Tg verzögert. Schließlich gilt auch entsprechendes für die Signalfolge
v4, die dem Schalttransistor V4 für die Statorwicklung W4 zugeordnet ist und die
gegenüber den Signalen v3 um Tg verzögert ist. Dementsprechend wird jede der Statorwicklungen
W1 bis W4 in dieser Reihenfol e während eines Zeitraumes T0 mit Strom aus der Gleichstromquelle
beaufschlagt, während die anderen drei Statorwicklungen stronfrei sind, und zwar
jede für sich während eines Zeitraumes 30Too Hierdurch wird der Permanentmagnet-Rotor
P in Umdrehung versetzt und erreicht schließlich eine bestimmte Grenzdrehzahl, bei
der der drehzählproportionale Strom, der vom Kollektor des Transistors V5 über den
ohmschen Widerstand R14 zur
Masse fließt, einen bestimmten Wert
erreicht hat so daß der Ausgang des Operationsverstärkers V8 des Schaltgliedes 14
spannungsfrei wird. Dadurch werden die Ausgänge F1 und F2 des Steueroszillators
15 von der Logikschaltung 13b getrennt und dafür die Ausgänge B1 und B2 der Operationsverstärker
V6 und V7 der Verknüpfungsschaltung 13a auf die Logikschaltung 13b geschaltet. Dadurch
bleibt zwar die zeitliche Zuordnung der Signalfolgen vl bis v4 untereinander nach
Fig. 2 erhalten, die Schaltzeitpunkte der Signale werden aber in eindeutige Beziehung
zu den Nulldurchgängen der in den Statorwicklungen W1 bis W4 durch den Permanentmagnet-Rotor
P induzierten Spannungen el bis e4 bzw. zu den Zeitpunkten, in denen diese induzierten
Spannungen e1 bis e4 ihr Maximum erreichen, gesetzt. Ferner sind die Werte der Bezugs
zeiten Tg von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P abhängig und verringern
sich, je größer diese Drehzahl wird.
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Die Schaltzeitpunkte für die Signale der Signalfolgen v1 bis v4 liegen,
nachdem die Logikschaltung 13b auf die Ausgänge B1 und B2 der Verknüpfungsschaltung
13a geschaltet wurde, jeweils eine halbe Bezugszeit 1/2 Tg vor und nach dem Zeitpunkt,
in dem die Spannung ihr Maximum erreicht, die durch den Rotor P in der Statorwicklung
induziert wird, die einen elektrischen Winkelabstand von 1800 von derjenigen Statorwicklung
hat, der das betreffende Schaltelement zugeordnet ist. Dies bedeutet, daß der Einschaltzeitpunkt
eines jeden Signals der der Statorwicklung W1 zugeordneten Signalfolge v1 und den
Zeitraum T0 vor dem Zeitpunkt liegt, in dem die in der Statorwicklung W3 induzierte
Spannung e3 ihr Maximum erreicht, und daß der Abschaltzeitpunkt jedes dieser Signale
vl um eine Zeitspanne 1/2 Tg nach dem Zeitpunkt liegt, in dem die in der Statorwicklung
W3 induzierte Spannung e3 ihr Maximum erreicht hat. Entsprechendes gilt -für die
Signale v2 bis v4. Damit wird dem Permanentmagnet-Rotor P immer im richtigen Takt
Ene-rgie optimal zugeführt, nämlich immer durch eine Statorwicklung, die sich jeweils
zwischen
dem Nord- und dem Südpol des einzigen Magnetpolpaares des Rotors P im Elektronikmotor
M befindet.
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Im Schaltbild nach Fig. 4 für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
kollektorlosen Elektronikmotors gemäß der Erfindung sind gleiche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 3 versehen. Die Statorwicklungen W1 bis W4 sind genauso
geschaltet wie beim Gerät nach Fig. 3. Auch weist die Kommutierungseinrichtung 12
mit den Ausgängen Al bis A4 genauso wie beim Gerät nach Fig. 3 geschaltete Schalttransistoren
V1 bis V4 auf. Ferner sind genauso wie in Fig. 3 geschaltete Auskoppeldioden V9
bix V12 vorgesehen mit einem die Funktion der Schaltung 16 ausübenden Transistor
V5. Das Schaltglied 14 weist ebenfalls wie in Fig. 3 einen Operationsverstärker
V8 auf, der ebenso geschaltet ist wie der Operationsverstärker V8 in Fig. 3.
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Die Auswerteschaltung 13 weist jedoch vier Operationsverstärker V35,
V36, V37 und V38 auf. Jeder dieser Operationsverstärker V35 bis V38 ist in dieser
Reihenfolge einem der Schalttransistoren V1, V2, V3 und V4 der Kommutierungseinrichtung
12 und damit jeweils der entsprechenden Statorwicklung Wl bis W4 zugeordnet.
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Die Auswerteschaltung 13 besitzt vier Eingänge, von denen jeder an
die Zuleitung zwischen einer anderen Statorwicklung W1 bis W4 und dem Kollektor
der dieser Statorwicklung zugeordneten Schalttransistoren V1 bis V4 angeschlossen
ist.
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Das Schaltglied 14 weist neben dem Operationsverstärker V8 und der
Umkehrstufe V25 vier UND-Gatter V40.bis V43 auf, von denen jedes mit einem Eingang
jeweils an einem Ausgang G1 bis G4 der Auswerteschaltung 13 liegt. Der andere Eingang
der UND-Gatter V40 bis V43 liegt jeweils am Ausgang der Umkehrstufe V25. Ferner
weist das Schaltglied 14 vier weitere UND-Gatter V44 bis V47 auf die alle mit einem
Eingang am Ausgang des Operationsverstärkers V8 liegen und
deren
anderer Eingang jeweils mit einem Ausgang des Steueroszillators 15 verbunden ist.
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Das sowohl den Ausgängen der Auswerteschaltung 13 als den Ausgängen
des Steueroszillators 15 nachgeschaltete Schaltglied 14 weist Ausgänge VI bis V4
auf, die die Ausgänge von vier ODER-Gattern V48 bis V51 sind. Ein Eingang des ODER-Gatters
V48 liegt am Ausgang des UND-Gatters V40, der andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters
V44; ein Eingang des ODER-Gatters V49 liegt am Ausgang des UND-Gatters V41; der
andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters V45; ein Eingang des ODER-Gatters V50
am Ausgang des UND-Gatters V42, der andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters V46;
schließlich liegt ein Eingang des ODER-Gatters V51 am Ausgang des UND-Gatters V43
und der andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters V47.
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Der Ausgang V1 des ODER-Gatters V48 liegt über einen ohmschen Widerstand
R1 an der Basis des Schalttransistors V1; der Ausgang V2 des ODER-Gatters V49 liegt
über einen ohmschen Widerstand R2 an der Basis des Schalttransistors V2; der Ausgang
V3 des ODER-Gatters V50 liegt über einen ohmschen Widerstand R3 an der Basis des
Schalttransistors V3; und der Ausgang 4 des ODER-Gatters V51 liegt über einen ohmschen
Widerstand R4 an der Basis des Schalttransistors V4.
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In Fig. 5 ist die Schaltung des Operationsverstärkers V36 der Auswerteschaltung
13 in Fig. 4 dargestellt. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers V36 bildet den
Ausgang G2 der Auswerteschaltung 13, der dem Schalttransistor V2 und der Statorwickiung
W2 zugeordnet ist. Dieser Operationsverstärker V36 ist als Komparator wirksam, er
ist der Statorwicklung W2 zugeordnet und gibt an seinem Ausgang G2 die Steuersignale
der Auswertes-chaltung 13 für das aus dem Schalttransistor V2 bestehende -Schaltelement
dieser Stator-
wicklung W2 ab. Die Speisespannungsanschlüsse des
Operationsverstärkers V36 liegen an Masse und am positiven Pol der Stromquelle UB
Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers V36 liegt am Mittelabgriff eines
aus den in Serie geschalteten ohmschen Widerständen R21 und R22 bestehenden Spannungsteilers.
Der ohmsche Widerstand R21 liegt an Masse, während der ohmsche Widerstand R22 am
Kathodensternpunkt von drei Dioden D1, D3 und D5 liegt. Die Anode der Diode D1 liegt
zwischen dem Kollektor des Schalttransistors V1 und der Statorwicklung Wl, die Anode
der Diode D3 zwischen dem Kollektor des Schalttransistors V3 und der Statorwicklung
W3, während die Anode der Diode D5 mit dem Sternpunkt der Statorwicklungen W1 bis
W4 verbunden ist.
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Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers V36 liegt
am Mittelabgriff eines aus den in Serie geschalteten ohmschen Widerständen R23 und
R24 gebildeten Spannungsteilers, dessen ohmscher Widerstand R24 an Masse liegt.
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Der ohmsche Widerstand R23 liegt an der Kathode einer Diode D4, die
mit ihrer Anode elektrisch leitend mit der Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor
des Schalttransistors V4 und der Statorwicklung W4 verbunden ist.
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Die Dioden D1 und D3, die dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
V36 zugeordnet sind, liegen mit ihren Anoden also jeweils an den Statorwicklungen
W1 und W3, deren elektrischer Winkelabstand von der Statorwicklung W2, 0 der der
Operationsverstärker V36 zugeordnet ist, 90 O beträgt. Die Anode der Diode D4 liegt
an der Statorwicklung W4, die von der besagten Statorwicklung W2 einen elektrischen
Winkelabstand von 1800 hat.
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Durch die Diode D5 wird die Spannung +Ug der Gleichstromquelle an
den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers V36 gelegt, so daß am nichtinvertierenden
Eingang
nur Spannungen wirksam werden, die positiver als die Spannung
+UB sind. Das bedeutet, daß der Operationsverstärker V36 nur die positiven, also
gleiche Polarität aufweisenden, durch den Permanentmagnet-Rotor P in den Statorwicklungen
W1 und W3 induzierten Spannungshalbwellen von el bis e3 mit der in der Statorwicklung
W4 induzierten positiven Spannungshalbwelle von e4 vergleicht.
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Am Ausgang des Operationsverstärkers V36 steht ein Spannungssignal
v2 entsprechend Fig. 2 an, wenn die positive Spannungshalbwelle der in der Statorwicklung
W4 induzierten Spannung e4 größer ist als die positiven Spannungshalbwellen der
in den Statorwicklungen W1 und W3 induzierten Spannungen el und e3. Wie das Spannungsdiagramm
in Fig. 2 zeigt, ist der Einschaltzeitpunkt eines solchen Signals v2 gegeben, wenn
die positive Spannungshalbwelle von e4 größer als die positive Spannungshalbwelle
von e3 wird. Zu diesem Zeitpunkt ist auch die positive Spannungshalbwelle von el
kleiner als die positive Spannungshalbwelle von e4. Dieser Zeitpunkt liegt 1/2 Tg
vor dem Zeitpunkt t /, in dem die durch den Permanentmagnet-Rotor P in der Statorwicklung
W4 induzierte Spannung e4 ihr Maximum erreicht.
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Der Abschaltzeitpunkt des besagten Spannungssignals v2 liegt 1/2 T0
nach dem Zeitpunktt A». In diesem Zeitpunkt wird die positive Spannungshalbwelle
der in der Statorwicklung W1 induzierten Spannung el größer als die positive Spannungshalbwelle
der in der Statorwicklung W4 induzierten Spannung e4. Bis zu diesem Zeitpunkt hin
war die Spannung e3 während der ganzen Signaldauer T0 des betrachteten Spannungssignals
v2 kleiner als e4.
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Die Schaltung der Operationsverstärker V35, V37 und V38 der Auswerteschaltung
13 ist nicht besonders dargestellt, jedoch ist sie entsprechend der des Operationsverstärkers
V36. So weist die Schaltung des Operationsverstärkers V35
mit dem
Ausgang G1 anstelle der Diode D1 in Fig. 5 eine Diode D2 auf, die mit ihrer Anode
an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung W2 und dem Kollektor des Schalttransistors
V2 und mit ihrer Kathode an dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
V35, dem durch die Kathode der Diode D5 gebildeten Kathodensternpunkt liegt.
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Ferner liegt an diesem Kathodensternpunkt auch die Kathode der Diode
D4, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen Statorwicklung W4 und dem Kollektor
des Schalttransistors V4 liegt. Die Diode D3, deren Anode an der Verbindungsleitung
zwischen der Statorwicklung W3 und dem Kollektor des Schalttransistors V3 liegt,
liegt mit ihrer Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers
V35 zugeordneten ohmschen Spannungsteilers.
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Für die Operationsverstärker V37 mit dem Ausgang G3 und V38 mit dem
Ausgang G4 muß die Schaltung nach Fig. 5 wie folgt modifiziert werden: Operationsverstärker
V37: Die Diode D4 muß durch eine Diode D1 ersetzt werden, deren Anode an der Verbindungsleitung
zwischen der Statorwicklung W1 und dem Kollektor des Schalttransistors V1 und deren
Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers
V37 zugeordneten Spannungsteilers liegt. Die Diode Dl muß durch eine Diode D2 ersetzt
werden, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung W2 und
dem Kollektor des Schalttransistors V2 liegt, und die Diode D3 muß durch eine Diode
D4 ersetzt werden, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwirklung
W4 und dem Kollektor des Schalttransistors V4 liegt Operationsverstärker V38: Die
Diode D4 ist durch eine Diode D2 zu ersetzen, deren Anode an der Verbindungsleitung
zwischen der Statorwicklung W2 und dem Kollektor des Schalttransistors V2 und deren
Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers
V38 zugeordneten Spannungsteilers liegt. Die Dioden D1 und D3 werden in unveränderter
Schaltung beibehalten.
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Damit gibt die Auswerteschaltung 13 in Fig. 4 an ihren Ausgängen G1
bis G4 jeweils zeitliche Folgen vl bis -v4 von Spannungssignalen ab, wie sie in
Fig. 2 dargestellt und dem dort ebenfalls dargestellten Induktionsspannungsdiagramm
el bis e4 zugeordnet sind. Die Bezugszeit To dieser Spannungssignalfolgen v1 bis
v4 ist von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P abhängig. Die Spannungssignalfolgen
v2 sind zu den Spannungssignalfolgen val,. die Spannungssignalfolgen v3 sind zu
den Spannungssignalfolgen v2 und die Spannungssignalfolgen v4 sind zu den Spannungssignalfolgen
v3 jeweils um Tg verzögert.
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Der Steueroszillator 15 in Fig. 4 ist so ausgebildet, daß von ihm
Spannungssignalfolgen vl bis v4 nach Fig. 2, die untereinander entsprechend verzögert
sind, abgeleitet werden können. In Fig. 6 ist ein Beispiel eines solchen Steueroszillators
15 dargestellt, für den die UND-Gatter V44 bis V47 des Schaltgliedes 14 nach Fig.
4 insofern etwas modifiziert sind, als jedes UND-Gatter V44 bis V47 drei Eingänge
aufweist. Ein Eingang jedes UND-Gatters V44 bis V47 liegt am Ausgang des Operationsverstärkers
V8.
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Der Steueroszillator 15 in Fig. 4 weist wie in Fig. 3 zwei Daten-Flip-Flops
(bistabile Multivibratoren) V28 und V29 auf. Der Dateneingang D28 des Flip-Flops
V28 liegt am inversen Ausgang QF2 des Flip-Flops V29, welcher wiederum auf den zweiten
Eingang sowohl des UND-Gatters V44 als auch des UND-Gatters V47 geschaltet ist.
Der Ausgang QFI des Flip-Flops V28 liegt am Dateneingang D29 des Flip-Flops V29,
am dritten Eingang des UND-Gatters V44 und am zweiten Eingang des UND-Gatters V45.
Der inverse Ausgang QF1 des Flip-Flops V28 ist mit dem dritten Eingang des UND-Gatters
V47 und dem zweiten Eingang des UND-Gatters V46 verbunden. Der Ausgang QF2 des Flip-Flops
V29 liegt jeweils am dritten Eingang des UND=Gatters V45 und des UND-Gatters V46.
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Ferner ist ein zwei Inversionsstufen V30 und V31 aufweisender Schwingkreis
im -Steueroszillator 15 vorgesehen. Der Ausgang der Inversionsstufe V31 liegt am
Eingang der Inversionsstufe V30, deren Ausgang wiederum an den beiden Takteingängen
der Flip-Flops V28 und V29 liegt. Ein ohmscher Widerstand R16 liegt am Ausgang der
Inversionsstufe V30 und am Eingang der Inversionsstufe V31; außerdem ist ein Schwingkondensator
C5 an den Ausgang und an den Eingang der Inversionsstufe V31 geschaltet.
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Wie beim Elektronikmotor nach Fig. 3 steht auch beim Elektronikmotor
nach Fig. 4 am Ausgang.des Operationsverstärkers V8 in der Anlaufphase des Motors
so lange Spannung an, bis der Permanentmagnet-Rotor P eine bestimmte vorgegebene
Drehzahl erreicht hat. In dieser Anlaufphase sperren die UND-Gatter V40 bis V43
die Ausgänge G1 bis G4 der Auswerteschaltung 13; dafür sind die Ausgänge der UND-Gatter
V44 bis V47 jeweils auf einen Eingang der ODER-Gatter V48 bis V51 geschaltet. Hierdurch
werden vom Steueroszillator 15 Spannungssignalfolgen vl bis v4 an den Ausgängen
der ODER-Gatter V48 bis V51 für die Basisanschlüsse der Schalttransistoren V1 bis
V4 abgeleitet, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, jedoch mit vorgegebenem festen
Wert für die Bezugszeit Tg.
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Ist die vorgegebene Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P erreicht,
wird der Ausgang des Operationsverstärkers V8 spannungsfrei, dadurch sind die Ausgänge
der UND-Gatter V44 bis V47 signalfrei und die UND-Gatter V40 bis V43 für Signale
an den Ausgängen G1 bis G4 der Auswerteschaltung 13 durchlässig, so daß die an den
Ausgängen G1 bis G4 dieser Auswerteschaltung 13 anstehenden Spannungssignalfolgen
vl bis v4 jeweils an einen Eingang der ODER-Gatter V48 bis V51 gegeben werden und
unverändert an deren Ausgängen zur Weiterleitung an die Basisanschlüsse der Schalttransistoren
V1 bis V4 anstehen. D-iese -an den Ausgängen der ODER-Gatter V48 bis V51 anstehenden,
aus der Auswerteschaltung 13
abgeleiteten Spannungssignalfolgen
vl bis v4 entsprechen den in Fig. 2 darges-tellten- Spannungssignalfolgen vl bis
v4 und sind dem dort ebenfalls dargestellten Spannungsdiagramm für die Induktionsspannungen
el bis e4 in der Art zugeordnet, wie in Fig 2 dargestellt und zu Fig. 2 beschrieben.
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Lediglich die Bezugszeit T0 der von den Ausgängen G1 bis G4 der Auswerteschaltung
13 und den Ausgängen der ODER-Gatter V48 bis V51 abgegebenen Spannungssignalfolgen
v1 bis v4 ist von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P abhängig.
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Durch Erhöhung der Bezugsspannung am nicht invertierenden Eingang
der Operationsverstärker V35 bis V38 mittels der Diode D5 in Fig. 5 auf die Betriebsspannung
UBder Gleichstromquelle wird in vorteilhafter Weise bewirkt, daß die Operationsverstärker
V35 bis V38 der Auswerteschaltung 13 im Bereich der negativen Halbwellen der in
den Statorwicklungen Wi bis W4 induzierten Spannungen el bis e4 keine Vergleiche
anstellen und deshalb keine störenden Signale abgeben. Ferner bleiben Ein- und Ausschaltvorgänge
an den Schalttransistoren V1 bis V4 ohne Einfluß, so daß die sichere Funktion der
Auswerteschaltung 13 in Fig. 4 bis hin zu sehr niedrigen Drehzahlen des Permanentmagnet-Rotors
P gewährleistet ist.
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9 Patentansprüche 6 Figuren