DE3036908C2 - Kollektorloser Elektronikmotor - Google Patents
Kollektorloser ElektronikmotorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Elektronikmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; ein
IS derartiger Motor ist aus der DE-AS 2428718 bekannt
Bei dem bekannten vorgenannten Motor wird zur Gewährleistung eines sicheren Anlaufs in der geforderten
Drehrichtung durch Schließen eines gesonderten Schalters der Motor zunächst einphasig in eine definierte
Ruhelage gebracht und anschließend durch Öffnen des Schalters von einem, an bestimmter'Rotorumfangsstelle
angeordneten gesonderten Lagesensor ein Stromfluß durch eine andere Phaseausgelöst, durch den
der Rotor soweit in Drehung versetzt werden soll, daß der weitere Hochlauf durch Selbstkommuiierung mit
Hilfe der in den Wicklungen durch den Permanentmagnet-Rotor induzierten Spannungen möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Schaltungsaufwand bei einem Elektronikmotor
der eingangs genannten Art einen sicheren Anlauf gewährleisten zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1; die Gegenstände der Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung;
erfindungsgemäß kann somit eine digital arbeitende Ansteuervorrichtung mit Fremdkommutieixing
unter Benutzung eines Steueroszillators eingesetzt werden, der aus konventionalen Bauelementen aufgebaut
ist und durch Änderung seiner Frequenz mit einfachen Mitteln jedem Lastverlauf im Anlauf derart anpaßbar
ist, daß ein sicherer Hochlauf bis zu einem genau definierbaren Drehzahlumschaltpunkt gewährleistet ist
Die Erfindung und ihre Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Die Erfindung und ihre Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden 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,
F i g. 3 zeigt das elektrische Schaltbild zur ersten Ausführungsform
eines Elektronikmotors gemäß Figl,
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.
Fig.6 zeigt ein Detailschaltbild für den Steueroszillator im Schaltbild nach Fig. 4.
In Fig. 1 weist der Elektronikmotor M vier Einzel-Statorwicklungen
Wl, Wl, Wi und WA 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 90°. Diese Statorwicklungen
sind um einen zentral angeordneten Permanentmagnet-Rotor P herum angebracht. Dieser Perma-
nentmagnet-Rotor Pbesitzt auf seinem Umfang ein einziges
magnetisches Polpaar N und 5.
Die Statorwicklungen Wl, Wl, Wi und W\ sind als Stern geschaltet Der Sternpunkt liegt am Anschluß 10
für den positiven Pol einer Gleichstromquelle mit der Betriebsspannung Ub- Ferner sind diese Statorwicklungen
Wl, Wl, Wi und W4 jeweils an die Ausgänge Al,
Al, A3 und AA einer Kommutierungseinrichtung 12
angeschlossen. Diese Ausgänge Al, Al, A3 und A4 werden durch die Kommutieningseinrichtung 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
Die Reihenfolge, in der die Ausgänge Al, Al, A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung 12 elektrisch leitend
mit der Anschlußklemme 11 verbunden werden, wird durch eine Auswerteschaltung 13 bestimmt, die vier
Eingänge El, El, E3 und E4 aufweist, welche jeweils mit dem Anschluß der Statorwicklungen Wl, Wl, Wi
und W4 verbunden sind, die entsprechend an den Ausgängen Al, Al, A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung
12 liegen und an denen die vom Permanentmagnet-Rotor P in den einzelnen Statorwicklungen Wl,
Wl, W3 und W4 induzierten Spannungen für die Auswerteschaltung 13 abgegriffen werden. Die Kommutieningseinrichtung
12 steht in Steuerabhängigkeit von dieser Auswerteschaltung 13.
Der Auswerteschaltung 13 sind ferner ein Schaltglied
14 und ein Steueroszillator 15 zugeordnet. Das Schaltglied 14 bewirkt, daß bis zum Erreichen einer vorgegebenen
Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P die Steuersignale für die den Ausgängen Al, Al, A3 und A4
zugeordneten Schaltelemente der Kommutierungseinrichtung von Signalen des Steueroszillators 15 abgeleitet
werden.
Das Schaltglied 14 steht in Steuerabhängigkeii 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 K9, KlO, KIl und K12 aufweisen, die mit ihren Kathoden als
Stern geschaltet sind. Jede dieser Dioden V9 bis K12 liegt ferner mit ihrer Anode an einem der Anschlüsse
der Statorwicklungen Wl, Wl, W3 urd W4, die an den
Ausgängen Al, Al, A3 und A4 der Kommutierungseinrichtung
12 angeschlossen sind. Der Kathodensternpunkt der Dioden K9, KlO, KIl und K12 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 zugeführt.
Zur Erklärung der schematischen Wirkungsweise des Elektronikmotors nach Fig. 1 dienen die Spannungs-
und Impulsdiagramme nach F i g. 2,In dieser F i g. 2 sind über der Zeit t die durch den sich mit einer momentanen
Winkelgeschwindigkeit ω drehenden Permanentmagnet-Rotor
P in den Statorwicklungen Wl, Wl, W3 und W4 induzierten Spannungen el, el, ei, e4 unter
Berücksichtigung der mit diesen induzierten Spannungen in Serie liegenden Gleichstromquelle aufgetragen.
Die vier Statorwicklungeri- Wl, Wl, Wi und W4 haben zur jeweils benachbarten Statorwicklung einen räumlichen
Winkelabstand von 90°. Der Permanentmagnet-Rotor P weist nur ein einziges Magnetpolpaar auf. Deshalb
ist die in jeder Statorwicklung induzierte sinusförmige Spannung um 90° phasenverschoben zu der in der
nächstbenachbarten Statorwicklung induzierten Spannung. Dies bedeutet, daß die vier Statorwicklungen Wl,
Wl, Wi und W4 voneinander einen »elektrischen Winkelabstand« von 90° haben. Im Diagramm der
Induktionsspannungen el bis ei in Fig. 2 ist auch die Bezugszeit To eingetragen, die gleich dem Zeitabstand
zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Nuildurchgängen
der in den verschiedenen Statorwicklungen Wl bis W4 induzierten Spannungen el bis e4 ist In
Fig. 2 sind ferner über der Zeit t vier verschiedene Spannungsimpulsfolgen vl, v2, v3 und v4 dargestellt, vl
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 and-jren, jeweils für einen
der Ausgänge Al bis A4 bestimmten Schaltelementen der Kommutierungseinrichtung 12 zuzuordnen. Liegt
ein Schaltimpuls ν an einem Schaltelement der Kommutierungseinrichtung 12 an, so ist der entsprechende
Ausgang A dieser Kommutierungseinrichtung während der Impulsdauer von ν auf den Anschluß 11 für den
negativen Pol der Gleichstromquelle geschaltet.
Die Schaltzeitpunkte eines jeden Ausgangssignals vl der Auswerteschaltung 13, d. h. der dent! Signalbeginn
zugeordnete Einschaltzeitpunkt und der dem Signalende zugeordnete Ausschaltzeitpunkt, liegen jeweils
lft To vor und nach dem Zeitpunkt, in dem die Spannung
ei ihr Maxiraum erreicht, die durch den Permanentmagnet-Rotor
P in der Statorwicklung Wi induziert wird, die einen elektrischen Winkelabstand von 180°
von derjenigen Statorwicklung Wl hat die am Ausgang Al der Kommutierungseinrichtung liegt. Dieser Statorwicklung
Wl ist die Impulsfolge vl für das Schaltelement der Kommutierungseinrichtung für
deren Ausgang Al zugeordnet. Entsprechende Aussagen gelten für die Ausgangssignale v2 bis v4 der Auswerteschaltung
13. Auch ist der Zeitpunkt, in dem die Induktionsspannung ei ihr Maximum erreicht, stets
identisch mit dem Zeitpunkt, in dem die Inifuktionsspannungen
el und e4 der Statorwicklung Wl und W4 ihren Nulldurchgang haben, die von der Statorwicklung
Wl, der die Steuersignale vl zugeordnet sind, einen elektrischen Winkelabstand von 90° haben. Eine entsprechende
Aussage gilt auch für die anderen Statorwicklungen und die in ihnen induzierten Spannungen.
Demgemäß ist die Signaldauer der Impulse vl, vl, v3 und v4 gleich der Bezugszeit To- Der Signalabstand
zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulsen in jeder der Impulsfolgen vl bis v4 beträgt
vom Signalende de? vorhergehenden bis Zürn Sigfialanfang
des nachfolgenden Impulses 3 · To
la der Anlaufphase des Elektronikmotors M ist Fremdkommutierung erforderlich. Deshalb gibt die
Auswerteschaltung 13 während dieser Anlaufphase Steuersignalfolgen vl 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 C5 To kann entsprechend der Motorbelastung der Anlaufphase
gewählt werden. Erreicht der Permanentmagnet-Rotor /"schließlich eine vorgegebene Drehzahl, erhält
das Schaltglied 14 durch den Spannungsabfall am ohm-
sehen Widerstand 17 ein entsprechendes Spannungssignal und bewirkt, daß die Auswerteschaltung 13 nicht
mehr die vom Steueroszillator 15, sondern die aus den Induktionsspannungen el bis eA in den Statorwicklungen
WX bis WA abgeleiteten Ansteuersignale vl bis s
v4 an die Kommutierungseinrichtung 12 abgibt. Bei diesen aus den Induktionsspannungen el bis e4 abgeleiteten
Ansteuersignalen ist der Wert der Bezugszeit T0 von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P
abhängig und umso kleiner, je schneller sich dieser Permanentmagnet-Rotor P dreht.
In der Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Elektronikmotors, dessen elektrisches Schaltbild ausführlicher
in Fi g. 3 dargestellt ist, weist die Kommutierungseinrichtung 12 vier npn-Schalttransistoren Vl, Vl,
VS und VA als den Statorwicklungen Wl, Wl, WS und WA zugeordnete Schaltelemente auf. Die Kollektoren
der Schsittrsnsistoren Vl bis VA büden jeweils die Ausgänge.
Λ1 bis AA der Kommutierungseinrichtung 12. Die
Emitter dieser Schalttransistoren Vl bis VA liegen alle am Anschluß 11 für den negativen Pol der Gleichstromquelle
und damit an Masse.
Die in Stern geschalteten Statorwicklungen Wl bis WA sind mit ihren Zweitanschlüssen jeweils an die
Ausgänge /il bis AA der Schalttransistoren Vl bis VA
und damit der Kommutierungseinrichtung 12 angeschlossen. Der Sternpunkt liegt an der Anschlußklemme
10 für den positiven Pol der Gleichstromquelle. Zwischen den Ausgängen Al und A3 der Kommutierungseinrichtung
mit den Schalttransistoren Vl bis VA liegt ein ßC-Glied, weiches aus dem Kondensator Cl
mit dem in Serie geschalteten ohmschen Widerstand Λ17 besteht. Entsprechend liegt ein aus dem Kondensator
Cl und dem in Serie geschalteten ohmschen Widerstand Ä18 bestehendes /?C-G!ied zwischen den
Ausgängen Al und AA. Diese ÄC-Glieder unterdrücken
Umschaltspannungsspitzen.
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.
Parallel zu den Emitterkollektorstrecken der Schalttransistoren Vl, VL und VS liegt jeweils ein Spannungsteiler.
Diese Spannungsteiler bestehen aus den in Serie geschalteten ohmschen Widerständen Ä5, Rd sowie Λ7,
RS und Λ9, Λ10. Die Schalttransistoren Vl bis VS sind
Statorwicklungen Wl bis WS zugeordnet, die untereinander einen elektrischen Winkeiabstand von 90°
haben. Am Mitte'abgriff des durch die ohmschen Widerstände RT, Ri gebildeten Spannungsteilers, der
der Statorwicklung Wl zugeordnet ist, die von den beiden anderen Statorwicklungen Wl und W3 einen
elektrischen Winkelabstand von jeweils 90° hat, liegen der invertierende Eingang eines Operationsverstärkers
V6 und der nicht invertierende Eingang eines weiteren Operationsverstärkers Vl. Der nicht invertierende Eingang
des Operationsverstärkers V6 liegt am Mittelabgriff des Spannungsteilers RS, Rd und der invertierende
Eingang des Operationsverstärkers V7 am Mittelabgriff des Spannungsteilers R9, RIO. Beide Operationsverstärker
Vd und Vl bilden die Verknüpfungsschaltungen 13a
Das Schaltglied 14 weist zwei UND-Gatter F15 und Vl 6 sowie zwei ODER-Gatter VYI und VlS aut. Die
Ausgänge dieser beiden ODER-Gatter K17 und VlS
sind die Ausgänge des Schaltgliedes 14. Der Ausgang Bl des Operationsverstärkers V6 liegt an dem einen
Eingang des UND-Gatters Kl5 und der Ausgang Bl des Operationsverstärkers Vl an dem einen Eingang des
UND-Gatters K16. Die beiden anderen Eingänge der UND-Gatter V\5 und VIb sind mit dem Ausgang eines
Inversionsgliedes VlS verbunden, das ebenfalls zum Schaltglied 14 gehört. Der zweite Eingang des ODER-Gatters
VYl liegt am Ausgang eines weiteren UND-Gatters F26 und der zweite Eingang des OÜER-Gatters
VlS am Ausgang eines weiteren UND-Gatters K27, die beide ebenfalls zum Schaltglied 14 gehören. Zum
Schaltglied 14 gehört auch noch ein Operationsverstärker VS, dessen nicht invertierender Eingang am Mittelabgriff
eines Spannungsteilers Λ12, Ä13 liegt, dessen
beide ohmschen Widerstände in Serie zwischen die Anschlüsse 10 und 11 für die Gleichstromquelle
geschaltet sind. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers VS liegt am Kollektor eines pnp-Transistors
VS. An diesem Kollektor liegt auch ein ohmscher
Widerstand Ä14 mit parallel geschaltetem Kondensator CS, die außerdem an den Anschluß 11 und damit an
Masse geschaltet sind. Der Emitter des Transistors VS liegt außerdem über den ohmschen Widerstand Al 1 am
Kathodensternpunkt der Dioden V9 bis VIl, deren
Anoden jeweils zwischen; die Statorwicklungen Wl bis WA und die Kollektoren der zugehörigen Schalttransistoren
Vl bis VA geschaltet sind. Die Basis des Transistors VS ist zwischen d ie Kathode einer Diode K13und
einen ohmschen Widerstand Λ15 geschaltet, die zusammen mit einer wsiteren Diode VlA in Serie zwischen
den Anschlüssen 10 und 11 liegen. Die Anode der Diode KI4 liegt am Anschluß 10. Der Transistor VS hat
die Funktion der Transistorschaltung 16 in F i g. 1, während der ohmsche Widerstand Ä14 dem ohmschen
Widerstand Ä14 in Fig. 1 entspricht.
Die Dioden K13 und VlA kompensieren die Diodenschwellen
der Auskoppeldioden V9 bis VIl, während der Kondensator C3 die über die Dioden K~9bis VΪ2 ausgekoppelten
Induktionsspnnnungs-Halbwellen glättet.
Der Ausgang des Operationsverstärkers VS liegt am Eingang der Inversionsstufe VlS und jeweils an einem
Eingang der beiden UND-Gatter V16, VTi. Die beiden
anderen Eingänge der UND-Gatter VId und Vn sind
die Eingänge des Schaltgliedes 14 für den Steueroszillator 15, die Steueroszillator-Ausgänge Fl und Fl liegen
an diesen die Eingänge des Schaltgliedes 14 bildenden Eingängen der UND-Gatter VId und VlT.
Der Steueroszillator 15 weist zwei Daten-Flip-Flops (bistabile Multivibratoren) VlS und V19 auf. Der
Dateneingang D28 des Flip-Flops VlS liegt am inversen Ausgang Qn des Flip-Flops V19, während der Aus.~j»ng
Qn des Flip-Flops K28 am Dateneingang 029 des Flip-Flops
V29 liegt Außerdem bildet dieser Ausgang Qn
des Flip-Flops VlS den einen Ausgang Fl des Steueroszillators 15 und liegt am zweiten Eingang des UND-Gatters
P26 des Schaltgliedes 14. Der Ausgang Qn des
Flip-Flops K29 bildet den anderen Ausgang Fl des
Steueroszillators 15 und liegt am zweiten Eingang des UND-Gatters F27 dieses Schaltgliedes 14. Die Takteingänge
beider Flip-Flops VlS, F29 liegen an einem Schwingkreis, der zwei in Serie geschaltete Inversionsstufen F30, K31 sowie einen ohmschen Widerstand Ä16
und einen Schwingkondensator CS aufweist Der Schwingkondensator C5 liegt parallel zur Inversionsstufe K31, deren Ausgang am Eingang der Inversionsstufe F30 Hegt, deren Ausgang wiederum mit den Takteingängen
der Flip-Flops K28, K29 verbunden ist Der
ohmsche Widerstand H:li6 liegt zwischen dem Ausgang der Inversionsstufe KJO und dem Eingang der Inver-
sionsstufe KJl. Die Logikschaltung 13 6 der Auswerteschaltung
13 weist ebenfalls zwei Inversionnsstufen V19
und KZO auf, der Eingang der Inversionsstufe Fl9 liegt am Ausgang des ODER-Gatters VYI des Schaltgliedes
14, der Eingang der Inversionsstufe F20 am Ausgang des ODER-Gatters VXS desselben Schaltgliedes
14. Ferner weist die Logikschaltung 136 vier UND-Gatter *21 bis VLA auf. Der Ausgang Vl des UND-Gatters
VlX liegt über einen ohmschen Widerstand Rl an der Basis des Schalttransistors VX der Kommutierungseinrichtung
12, außerdem ist der Ausgang VL des UND-Gatters VIl über einen ohmschen Widerstand Ä2
mit der Basis des Schalttransistors VL, der Ausgang V3 des UND-Gatters V13 über einen ohmschen Widerstand
A3 mit der Basis des Schalttransistors V3 und der Ausgang V4 des UND-Gatters VlA über einen ohmschen
Widerstand A4 mit der Basis des Schalttransistors V4 der Kommutierungseinrichtung 12 verbunden. Ein
Eingang des UND-Gaüers V2\ iiegi aiii Ausgang uci
Inversionsstufe Kl 9, der andere am Ausgang der Inversionsstufe
K20; ein Eingang des UND-Gatters K22 liegt am Eingang der Inversionsstufe K19, der andere
Eingang liegt am Ausgang der Inversionsstufe K20; ein Eingang des UND-Gatters K23 liegt am Eingang der
Inversionsstufe K19, der andere Eingang liegt am Eingang der Inversionsstufe K20; ein Eingang des UND-Gatters
VTA liegt am Ausgang der Inversionsstufe K19,
der andere Eingang am Eingang der Inversionsstufe K20.
Der Operationsverstärker V6 der Verknüpfungsschaltung ISa vergleicht die vom Permanentmagnet-Rotor P
in den Statorwicklungen Wl und WL, die voneinander einen elektrischen Winkelabstand von 90°haben, induzierten
Spannungen el und el Der Operationsverstärker K6 gibt an seinem Ausgang und damit am Ausgang
BX der Verknüpfungsschaltung 13a Signal, wenn die in der Statorwicklung W\ vom Rotor P induzierte Spannung
el größer ist als die in der Statorwicklung Wl induzierte Spannung el Wie die Impulsfolge bl in Fig. 2
zeigt, liegt der Einschaltzeitpunkt für einen solchen Spannungsimpuls bl am Ausgang fll der Verknüpfungsschaltung
13a z.B. 1A 7o vor dem Zeitpunkt π/ω
und der Ausschaltzeitpunkt 1A 35 nach dem Zeitpunkt
3 π/2 ω. Hierbei ist ω die momentane Winkelgeschwindigkeit
des Permanentmagnet-Rotors P.
Der zweite Operationsverstärker Vl der Verknüpfungsschaltung
13a vergleicht die vom Permanentmagnet-Rotor Pm den Statorwicklungen Wl und Wl
induzierten Spannungen e2und e3. Die StatorwickJung
Wh hat einen elektrischen Winkelabstand von 90° von der Statorwicklung Wl. Am Ausgang des Operationsverstärkers
VJ und damit auch am Ausgang Bl der Verknüpfungsschaltung
13 a liegt ein Spannungssignal an, wenn die in der Statorwicklung Wl induzierte Spannung
e2 größer ist als die in der Statorwicklung fF3induzierte
Spannung e3. Wie die Impulsfolge bl in Fig. 2 zeigt, liegt der Einschaltzeitpunkt eines solchen Spannungssignals
z. B. 1A Jo nach dem Zeitpunkt 7ΐ/ω\ιηά der
Ausschaltzeitpunkt dieses Spannungssignals 1A 73 nach
dem Zeitpunkt lid οχ Wie man erkennt, haben also die
Spannungsimpulse der Impulsfolgen bl und 62in Fig.
2 eine Signaldauer und einen zeitlichen Abstand zwischen zwei Signalen dergleichen Folge, die beide
gleich der doppelten Bezugszeit 2 35 sind. Ferner sind die Signale beider Folgen bl und bl zueinander um die
einfache Bezugszeit 35 verschoben. Schließlich liegen
auch die Schaltzeitpunkte, d.h. die Anschalt- und Abschaltpunkte für die Spannungsimpulse bl und bl
jeweils einen halben Zeitabstand '/4 75 vor oder nach
einem Nulldurchgang der in den verschiedenen Statorwicklungen Wl bis WA vom Permanentmagnet-Rotor P
induzierten Spannungen el bis e4.
Der Steueroszillator 15 in Fig. 3 erzeugt an seinen beiden Ausgängen Fl und /2jeweils eine Signalfolge bl
und bl. Beide Signalfolgen 61 und bl aus dem Steueroszillator 15 sind um eine Zeit, die einen fest vorgegebenen
Wert, d. h. einen fest vorgegebenen Wert für die Bezugszeit 35 hat, zueinander verschoben. Ferner sind die
Signaldauern beider Signalfolgen bl und bl und der zeitliche Abstand zwischen zwei Signalen der gleichen
Folge 61 oder bl, d. h. der zeitliche Abstand zwischen Signalende des vorhergehenden Signals und Signalbeginn
des nachfolgenden Signals, gleich dem Doppelten dieses fest vorgegebenen Zeitwertes, als 2 · 35 (mit 75 =
fest vorgegebene Bezugszeit).
Während der Anlaufphase des Elektronikmotors M liegt aiii Ausgang des Operationsverstärkers Va des
Schaltgliedes 14 Spannung, so daß das Schaltglied 14 den Übertritt von Signalen aus den Ausgängen Bl und
Bl der Verknüpfungsschaltung 13a an die Eingänge der Logikschaltung 136 verhindert und stattdessen die
Signale an den Ausgängen Fl und Fl des Steueroszillators
15 auf die Eingänge der Logikschaltung 136, d. h. auf die Eingänge der Inversionsglieder V\9 und K20
dieser Logikschaltung 136 schaltet. Diese Logikschaltung 136 wertet die Signalfolgen an den Ausgängen Fl
und Fl des Steueroszillators lSaus und erzeugt am Ausgang
des UND-Gatters VLl der Logikschaltung 136 die Signalfolge vl aus F i g. 2, am Ausgang des UND-Gatters
F22 die Signalfolge vl, am Ausgang des UND-Gatters V3 die Signalfolge v3 und am Ausgang des UND-Gatters
K24 die Signalfolge v4. In diesen Signalfolgen vl bis v4, die durch die Logikschaltung 136 aus den Signalen
des Steueroszillators 15 abgeleitet werden, hat die Bezugszeit 35 einen vorgegebenen festen Wert, der
durch" den Schwingkreis des Steueroszillators 15 bestimmt ist. Durch entsprechende Dimensionierung
der passiven elektronischen Bauelemente dieses Schwingkreises kann der vorgegebene feste Wert für die
Bezugszeit 35 entsprechend der Belastung des Elektronikmotors in der Anlaufphase ausgewählt werden.
Die Signalfolge vl wird vom Ausgang vl des UND-Gatters VLl unter Zwischenschaltung eines ohmschen
Widerstandes Rl an die Basis des Schalttransistors Vl der Kommutierungseinrichtung 12 abgegeben, so daß
der Schalttransistor Vl während der Signaldauer eines Spannungssignals vl durchgesteuert und die Statorwicklung
Wl an die Gleichstromquelle geschaltet ist. Entsprechend werden die Spannungssignale v2 am Ausgang
des UND-Gatters K22 über einen ohmschen Widerstand Rl an die Basis des Schalttransistors VL, die
Spannungssignale v3 am Ausgang des UND-Gatters K23 über einen ohmschen Widerstand A3 an die Basis
des Schalttransistors V3 und die Spannungssignale v3 am Ausgang des UND-Gatters VA über einen ohmschen
Widerstand RA an die Basis des Schalttransistors VA gelegt Die Signale vl bis v4 haben alle eine fest vorgegebene
Signaldauer 75 und in jeder Folge vl bis v4 einen fest vorgegebenen zeitlichen Signalabstand 3 75 von
Signalende bis zum Signalanfang des folgenden Signals. Die Statorwicklungen Wl bis WA haben in dieser Reihenfolge
in Drehrichtung des Permanentmagnet-Rotors P gesehen jeweils voneinander einen elektrischen
Winkelabstand von 90°. Die dem Schalttransistor VL der Statorwicklung Wl zugeordnete Signalfolge vl ist
gegenüber der Signalfolge vl, die dem Schalttransistor
Vl Für die Statorwicklung WX zugeordnet ist, um 25
verzögert. Entsprechend ist auch die Signalfolge v3, die dem Schalttransistor Vi für die Statorwicklung
Wi zugeordnet ist, gegenüber der Signalfolge v2 um 75 verzögert. Schließlich gilt auch entsprechendes für die
Signalfolge vA, die dem Schalttransistor VA für die Statorwicklung
WA zugeordnet ist und die gegenüber den Signalen v3 um 35 verzögert ist. Dementsprechend wird
jede der Statorwicklungen Wl bis WA in dieser Reihenfolge während eines Zeitraumes 75 mit Strom aus der
Gleichstromquelle beaufschlagt, während die anderen drei Statorwicklungen stromfrei sind, und zwar jede für
sich während eines Zeitraumes 3 · 75.
Hierdurch wird der Permanentmagnet-Rotor P in Umdrehung versetzt und erreicht schließlich eine
bestimmte Grenzdrehzahl, bei der der drehzahlproportionale Strom, der vom Kollektor des Transistors V5
über den ohmschen Widerstand RIA zur Masse fließt, einen bestimmten Wert ereicht hai, so daß der Ausgang
des Operationsverstärkers VS des SchaltgLedes 14 spannungsfrei
wird. Dadurch werden die Ausgänge Fl und Fl des Steueroszillators 15 von der Logikschaltung 136
getrennt und dafür die Ausgänge Bl und Bl der Operationsverstärker
V6 und Vl der Verknüpfungsschaltung 13a auf die Logikschaltung 136 geschaltet. Dadurch
bleibt zwar die zeitliche Zuordnung der Signalfolgen vl
bis vA untereinander nach Fig. 2 erhalten, die Schaltzeitpunkte
der Signale werden aber in eindeutige Beziehung zu den Nulldurchgängen der in den Statorwicklungen
Wl bis WA durch den Permanentmagnet-Rotor P induzierten Spannungen el bis eA bzw. zu den Zeitpunkten,
in denen diese induzierten Spannungen el bis eA ihr Maximum erreichen, gesetzt. Ferner sind die
Werte der Bezugszeiten 75 von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors
/'abhängig und verringern sich, je größer diese Drehzahl wird.
Die Schaltzeitpunkte für die Signale der Signalfolgen
vl bis v4 liegen, nachdem die Logikschaltung 13 b auf die Ausgänge 51 und Bl der Verknüpfungsschaltung 13 a
geschaltet wurde, jeweils eine halbe Bezugszeit 1A S vor
und nach dem Zeitpunkt, in dem die Spannung ihr Maximum erreicht, die dtiith den Rotor Pin der Statorwicklung
induziert wird, die einen elektrischen Winkelabstand von 180° von derjenigen Statorwicklung hat,
der das betreffende Schaltelement zugeordnet ist. Dies bedeutet, daß der Einschaltzeitpunkt eines jeden
Signals der der Statorwicklung Wl zugeordneten Signalfolge vl und den Zeitraum 75 vor dem Zeitpunkt
liegt, in dem die in der Statorwicklung Wi induzierte Spannung «3 ihr Maximum erreicht, und daß der
Abschaltzeitpunkt jedes dieser Signale vl um eine Zeitspanne 1A To nach dem Zeitpunkt liegt, in dem die in der
Statorwicklung Wi induzierte Spannung ei ihr Maximum erreicht hat. Entsprechendes gilt für die Signale v2
bis v4. Damit wird dem Permanentmagnet-Rotor P immer im richtigen Takt Energie optimal zugeführt,
nämlich immer durch eine Statorwicklung, die sich jeweils zwischen dem Nord- und dem Südpol des einzigen
Magnetpolpaares des Rotors Pim Elektronikmotor M befindet.
Im Schaltbild nach Fig. 4 für ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines kollektorlosen Elektronikmotors gemäß der Erfindung sind gleiche Teile mit den gleichen
Berjgszeichen wie in Fig. 3 versehen. Die Statorwicklungen Wl bis WA sind genauso geschaltet wie
beim Gerät nach F i g. 3. Auch weist die Kornmuiierungseinrichtung
12 mit den Ausgängen Al bis AA genauso wie beim Gerät nach Fig. 3 geschaltete Schalttransistoren Vl bis VA ai>f. Ferner sind genauso wie in Fig. 3
geschaltete Auskoppeldioden V9 bis VIl vorgesehen
mit einem die Funktion der Schaltung 16 ausübenden Transistor VS. Das Schaltglied 14 weist ebenfalls wie in
Fig. 3 einen Operationsverstärker VS auf, der ebenso
geschaltet ist wie der Operationsverstärker VS in F i g. 3.
Die Auswerteschaltung 13 weist jedoch vier Operationsverstärker F35, Π6, ViI und F38 auf. Jeder dieser
Operationsverstärker ViS bis F38 ist in dieser Reihenfolge einem der Schalttransistoren Vl, Vl, Vi und VA
der Kommutierungseinrichtung 12 und damit jeweils der entsprechenden Statorwicklung Wl bis WA
zugeordnet.
Die Auswerteschaltung 13 besitzt vier Eingänge, von denen jeder an die Zuleitung zwischen einer anderen
Statorwicklung Wl bis WA und dem Kollektor der dieser Statorwicklung zugeordneten Schalttransistorsn Vl
bis VA angeschlossen ist.
Das Schaitgiied i4 weist neben dem Operationsverstärker
VS und der Umkehrstufe VLS vier UND-Gatter VAO bis VAi auf, von denen jedes mit einem Eingang
jeweils an einem Ausgang Gl bis GA der Auswerteschaltung
13 liegt. Der andere Eingang der UND-Gatter K40 bis F43 liegt jeweils am Ausgang der Umkehrstufe VlS.
Ferner weist das Schaltglied 14 vier weitere UND-Gatter VAA bis VAl auf, die alle mit einem Eingang am
Ausgang des Operationsverstärkers VS liegen und deren anderer Eingang jeweils mit einem Ausgang des Steueroszillators
15 verbunden ist.
Das sowohl den Ausgängen der Auswerteschaltung 13 als den Ausgängen des Steueroszillators 15 nachgeschaltete
Schaltglied 14 weist Ausgänge Vl bis VA auf, die die Ausgänge von vier ODER-Gattern VAS bis K51
sind. Ein Eingang des ODER-Gatters VAS liegt am Ausgang des UND-Gatters VAO, der andere Eingang am
Ausgang des UND-Gatters VAA; ein Eingang des ODER-Gatters F49 liegt am Ausgang des UND-Gatters
VAl; der andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters
K45; ein Eingang des ODER-Gatters VSO am Ausgang des UND-Gatters VAl, der andere Eingang am Ausgang
des UND-Gatters VA6; schließlich liegt ein Eingang des ODER-Gatters P51 am Ausgang des UND-Gatters VAi
und der andere Eingang am Ausgang des UND-Gatters VAl.
Der Ausgang Vl des ODER-Gatters VAS liegt über
einen ohmschen Widerstand Al an der Basis des Schalttransistors Vl; der Ausgang Vl des ODER-Gatters K49
liegt über einen ohmschen Widerstand Rl an der Basis des Schalttransistors Vl; der Ausgang Vi des ODER-Gatters
VSO liegt über einen ohmschen Widerstand A3 an der Basis des Schalttransistors Vi; und der Ausgang
VA des ODER-Gatters F51 liegt über einen ohmschen Widerstand A4 an der Basis des Schalttransistors VA.
In Fig. 5 ist die Schaltung des Operationsverstärkers V36 der Auswerteschaltung 13 in F i g. 4 dargestellt Der
Ausgang dieses Operationsverstärkers F36 bildet den Ausgang Gl der Auswerteschaltung 13, der dem Schalttransistor
VL und der Statorwicklung FP2 zugeordnet ist.
Dieser Operationsverstärker F36 ist als Komparator wirksam, er ist der Statorwicklung Wl zugeordnet und
gibt an seinem Ausgang Gl die Steuersignale der Auswerteschaltung 13 für das aus dem Schalttransistor Vl
bestehende Schaltelement dieser Statorwicklung Wl ab. Die Speisespannungsanschlüsse des Operationsverstärkers
K36 liegen an Masse und am positiven Pol der Stromquelle Ub-
Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers K36 liegt am Mittelabgriff eines aus den in Serie
geschalteten ohmschen Widerständen RH und RH
bestehenden Spannungsteilers. Der ohmsche Widert and Λ21 liegt an Masse, während der ohmsche Widerstand
Λ22 am Kathodensternpunkt von drei Dioden Dl, ZXJund D5 liegt. Die Anode der Diode Dl liegt zwischen
dem Kollektor des Schalttransistors Vl und der Statorwicklung Wl, die Anode der Diode D3 zwischen dem
Kollektor des Schalttransistors Vi und der Statorwikklung Wi, während die Anode der Diode DS mit dem
Sternpunkt der Statorwicklungen Wl bis WA verbunden ist.
Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers fliegt am Mittelabgriffeines aus den in Serie
geschalteten obmschen Widerständen Ä23 und RU
gebildeten Spannungsteilers, dessen ohmscher Widerstand ß24an Masse liegt. Der ohmsche Widerstand RH
liegt an der Kathode einer Diode D4, die mit ihrer Anode elektrisch leitend mit der Verbindungsleitung
zwischen dem Kollektor des Schaittransistors VA und der Statorwicklung WA verbunden ist.
Die Dioden Dl und Di, die dem invertierenden Eingang
des Operationsverstärkers K36 zugeordnet sind, liegen mit ihren Anoden also jeweils an den Statorwicklungen
Wl und HG, deren elektrischer Winkelabstand
von der Statorwicklung Wl, der der Operationsverstärker V36 zugeordnet ist, 90° beträgt. Die Anode der
Diode ZM '.iegt an der Statorwicklung WA, die von der
besagten Statorwicklung Wl einen elektrischen Winkelabstand von 180° hat.
Durch die Diode DS wird die Spannung + Ub der
Gleichstromquelle an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers K36gelegt, so daß am nichtinvertierenden
Eingang nur Spannungen wirksam werden, die positiver als die Spannung + Ub sind. Das bedeutet,
daß der Operationsverstärker F36 nur die positiven, also gleiche Polarität aufweisenden, durch den Permanentmagnet-Rotor
Pin den Statorwicklungen Wl und Wi induzierten Spannungshalbwellen von el bis ei mit der
in der Statorwicklung WA induzierten positiven Spannungshalbwelle von eA vergleicht.
Am Ausgang des Operationsverstärkers KJ6 steht ein
Spannungssignal v2 entsprechend Fig. 2 an, wenn die positive Spannungshalbwelle der in der Statorwicklung
WA induzierten Spannung eA größer ist als die positiven Spannungshalbwellen der in den Statorwicklungen Wl
und Wi induzierten Spannungen el und ei. Wie das Spannungsdiagramm in Fig. 2 zeigt, ist der Einschaltzeitpunkt
eines solchen Signals v2 gegeben, wenn die positive Spannungshalbwelle von eA größer als die positive
Spannungshalbwelle von ei wird. Zu diesem Zeitpunkt ist auch die positive Spannungshalbwelle von el
kleiner als die positive Spannungshalbwelle von eA. Dieser Zeitpunkt liegt 1A i vor dem Zeitpunkt π/ω, in
dem die durch den Permanentmagnet-Rotor P in der Statorwicklung WA induzierte Spannung eA ihr Maximum
erreicht.
Der Abschaltzeitpunkt des besagten Spannungssignals v2 liegt XA S nach dem Zeitpunkt η/ω. In diesem
Zeitpunkt wird die positive Spannungshalbwelle der in der Statorwicklung Wl induzierten Spannung el größer
als die positive Spannungshalbwelle der in der Statorwicklung WA induzierten Spannung eA. Bis zu diesem
Zeitpunkt hin war die Spannung ei während der ganzen
Signaldauer 23 des betrachteten Spannungssignals v2 kleiner als eA.
Die Schaltung der Operationsverstärker K35, F37und
ViS der Auswerteschaitung 13 ist nicht besonders dargestellt, jedoch ist sie entsprechend der des Operationsverstärkers
K36. So weist die Schaltung des Operationsverstärkers V35 mit dem Ausgang (71 anstelle der Diode
Dl in F i g. 5 eine Diode Dl auf, die mit ihrer Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung
Wl und dem Kollektor des Schalttransistors VX und mit
ihrer Kathode an dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers ViS, dem durch die Kathode der
Diode DS gebildeten Kathodensternpunkt liegt. Ferner liegt an diesem Kathodensternpunkt auch die Kathode
ίο der Diode ZM, deren Anode an der Verbindungsleitung
zwischen Statorwicklung WA und dem Kollektor des Schalttransistors VA liegt. Die Diode Di, deren Anode
an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung Wi und dem Kollektor des Schalttransistors Vi liegt,
liegt mit ihrer Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers V35
zugeordneten ohmschen Spannungsteilers.
Für die Operationsverstärker VYi mit dem Ausgang Gi und F38 mit dem Ausgang GA muß die Schaltung
nach Fig. 5 wie folgt modifiziert werden:
Operationsvevstärker ViT: Die Diode ZM muß durch
eine Diode Dl ersetzt werden, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung Wl und
dem Kollektor des Schalttransistors Vl und deren Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang
des Operationsverstärkers ViI zugeordneten Spannungsteilers liegt. Die Diode Dl muß durch eine
Diode Dl ersetzt werden, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung Wl\md dem
Kollektor des Schalttransistors VL liegt, und die Diode D3 muß durch eine Diode ZM ersetzt werden, deren
Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung WA und dem Kollektor des Schalttransistors
VA liegt.
Operationsverstärker K38: Die Diode ZM ist durch eine
Diode D2 zu ersetzen, deren Anode an der Verbindungsleitung zwischen der Statorwicklung Wl und dem
Kollektor des Schalttransistors Vl und deren Kathode am Eingang des dem nichtinvertierenden Eingang des
Operationsverstärkers K38 zugeordneten Spannungsteilers liegt. Die Dioden Dl und D3 werden in unveränderter
Schaltung beibehalten.
Damit gibt die Auswerteschaltung 13 in Fig 4 an ihren Ausgängen Gl bis GA jeweils zeitliche Folgern vl
bis v4 von Spannungssignalen ab, wie sie in Fi g. 2 dargestellt und dem dort ebenfalls dargestellten Induktionsspannungsdiagramm
el bis eA zugeordnet ist. Die Bezugszeit Ή dieser Spannungssignalfolgen vl bis v4 ist
von der Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors P abhängig. Die Spannungssignalfolgen v2 sind zu den
Spannungssignalfolgen vl, die Spannungssignalfolgen v3 sind zu den Spannungssignalfolgen v2 und die Spannungssignalfolgen
v4 sind zu den Spannungssignalfolgen v3 jeweils um To verzögert.
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
6tt die UND-Gatter K44 bis VAl des Schaltgliedes-14 nach
Fig. 4 insofern etwas modifiziert sind, als jedes UND-Gatter
F44 bis VAl drei Eingänge aufweist. Ein Eingang
jedes UND-Gatters VAA bis VAl liegt am Ausgang des Operationsverstärkers VS.
Der Steueroszillator 15 in Fig. 4 weist wie in Fig. 3 zwei Daten-Flip-Flops (bistabile Multivibratoren) K28
und VL9 auf. Der Datenemgang DTA des Flip-Flops VlS
liegt am inversen Ausgang Qn des Flip-Flops V29,
welcher wiederum auf den zweiten Eingang sowohl des
UND-Gatters VAA als auch des UND-Gatters VfI
geschaltet ist Der Ausgang Qn des Flip-Flops V2& liegt
am Dateneingang DZ9 des Flip-Flops F29, am dritteß
Eingang des UND-Gatters K44 und am zweiten Eingang des UND-Gatters VA5. Der inverse Ausgang Qn
des Flip-Flops F28 ist mit dem dritten Eingang des UND-Gatters F47und dem zweiten Eingang des UND-Gatters VA6 verbunden. Der Ausgang Qr des Flip-Flops VlS liegt jeweils am dritten Eingang des UND-
Gatters V4S und des UND-Gatters VA6.
Ferner ist ein zwei Inversionsstufen F30und F31 aufweisender Schwingkreis im Steueroszillator 15 vorgesehen. Der Ausgang der Inversionsstufe F31 liegt am
Eingang der Inversionsstufe F30, deren Ausgang wiederum an den beiden Takteingängen der Flip-Flops F28
und V29 liegt Ein ohmscher Widerstand RIß liegt am Ausgang der Inversionsstufe F30 und am Eingang der
Inversionsstufe K31; außerdem ist ein Schwingkondensator CS an den Ausgang und an den Eingang der Inver-
sionsstufe y31 geschaltet
Wie beim Elektronikmotor nach Fig. 3 steht auch beim Elektronikmotor nach Fig. 4 am Ausgang des
Operationsverstärkers P8 in der Anlaufphase des Motors so lange Spannung an, bis der Permanentmagnet-Rotor Peine bestimmte vorgegebene Drehzahl
erreicht hat In dieser Anlaufphase sperren die UND-Gatter V4Q bis VA3 die Ausgänge Gl bis G4 der Auswerteschaltung 13; dafür sind die Ausgänge der UND-Gatter VAA bis VAl jeweils auf einen Eingang der
ODER-Gatter VAS bis VSl geschaltet. Hierdurch werden vom Steueroszillator 15 Spannungssignalfolgen
vl bis v4 an den Ausgängen der ODER-Gatter VAS bis VSi für die Basisanschlüsse der Schalttransistoren Vl
bis VA abgeleitet, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind,
jedoch mit vorgegebenem festen Wert für die Bezugszeit 2>.
Ist die vorgegebene Drehzahl des Permanentmagnet-Rotors Perreicht, wird der Ausgang des Operationsverstärkers VS spannungsfrei, dadurch sind die Ausgänge
der UND-Gatter VAA bis VAl signalfrei und die UND-Gatter F40 bis K43 für Signale an den Ausgängen Gl bis
GA der Auswerteschaltung 13 durchlässig, so daß die an den Ausgängen Gl bis GA dieser Auswerteschaltung 13
anstehenden Spannungssignalfolgen vl bis v4 jeweils an einen Eingang der ODER-Gatter VAS bis VSl gegeben
werden und unverändert an deren Ausgängen zur Weiterleitung an die Basisanschlüsse dir Schalttransistoren
Vl bis VA anstehen. Diese an den Ausgängen der ODER-Gatter K48 bis P51 anstehenden, aus der Auswerteschaltung 13 abgeleiteten Spannungssignalfolgen
vl bis v4 entsprechen den in Fig. 2 dargestellten 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. Lediglich die Bezugszeit I der von den Ausgängen (71 bis GA der
Auswerteschaltung 13 und den Ausgängen der ODER-Gatter VAS bis K51 abgegebenen Spannungssignalfolgen vl bis v4 ist von der Drehzahl des Permanent-
magnet-Rotors P abhängig.
Durch Erhöhung der Bezugsspannung am nicht invertierenden Eingang der Operationsverstärker V3S
bis P38 mittels der Diode DS in Fig. 5 auf die Betriebsspannung + Ub der Gleichstromquelle wird in vorteil-
hafter Weise bewirkt, daß die Operationsverstärker ViS bis V2S der Auswerteschaltung 13 im Bereich der negativen Halbwellen der in den Statorwicklungen Wl bis
WA induzierten Spannungen el bis eA keine Vergleiche anstellen und deshalb keine störenden Signale abgeben.
Ferner bleiben Ein- und Ausschaltvorgänge an den Schalttransistoren Vl bis VA ohne Einfluß, so daß die
sichere Funktion der Auswerteschialtung 13 in F i g. 4 bis
hin zu sehr niedrigen Drehzahlen des Permanentmagnet-Rotors P gewährleistet ist
Claims (4)
1. Kollektorloser Elektronikmotor (M) mit einem Permanentmagnet-Rotor (P) und mit elektrisch in
Stern geschalteten, gleichzeitig als Rotor-Stellungsgeber dienenden Statorwicklungen (W1—W4), in
denen durch den Permanentmagnet-Rotor (P) Spannungen (el—eA) mit einem Zeitabstand (TO)
zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Spannungs-Nulldurchgängen induziert werden,
sowie mit einer Auswerteschaltung (13) mit Logikgliedem, die in Steuerabhängigkeit von den induzierten
Spannungen (el— eA) in bestimmter zeitlicher Folge digitale Steuersignale zum Einschalten
von jeweils einem jeder Statorwicklung (vl—v4)
zugeordneten Schaltelement (VI—VA) einer
Kommutierungsvorrichtung (12) abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung
(13) während ^r Anlaufzeit des Elektronikmotors bis zum Erreichen eines einer vorgegebenen Rotordrehzahl
entsprechenden, in den Statorwicklungen (Wl-WA) durch den Permanentmagnet-Rotor (P)
induzierten Spannungswertes zunächst im Sinne einer Fremdkommutierung der Statorwicklungen
(Wl-WA) über die Schaltelemente (Vl-VA) der Kommutierungsvorrichtung über ein drehzahlabhängiges
logisches Schaltglied (14) in Steuerabhängigkeit von einem Steueroszillator (15) mit durch
dessen vorgebbare. Frequenz bestimmbarer, drehzahlunabhängiber
zeitlicher Folge der digitalen Steuersignale (vl—v4) gestellt isi.
2. Kollektorloser Elektronikmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in
Steuerabhängigkeit von der Rotordrehzahl stehende Schaltglied (14) den Ausgängen der Auswerteschaltung
(13) nach- und den Steuereingängen der Schaltelemente (Vl-VA) der Kommutierungseinrichtung
(12) vorgeschaltet ist und nach Erreichen der vorgegebenen Rotordrehzahl die Steuereingänge
der Schaltelemente (Vl-VA) durch das Schaltglied (14) von den Ausgängen des Steueroszillators
(15) weg auf die Ausgänge der Auswerteschaltung (13) umgeschaltet sind.
3. Kollektorloser Elektronikmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung eine ihre Ausgangssignale (vl— v4) abgebende Logikschaltung (136) mit einer
vorgeschalteten Verknüpfungsschaltung (13a) aufweist und der Steueroszillator (15) an zwei Ausgängen
(Fl, Fl) zwei zeitliche Folgen digitaler Ansteuersignale (61, 62) erzeugt, die gegeneinander
um einen festen Zeitabstand (71) verschoben sind und von denen jedes einen Wert der Signaldauer
und des zeitlichen Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen aufweist, der gleich
dem doppelten Wert des festen Zeitabstandes (75) entspricht.
4. Koliektorloser Elektronikmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltglied (14) einen Operationsverstärker (VS) aufweist, dessen Ausgangssignal die Trennung des
Steueroszillators (15) von der Logikschaltung (136) bzw. das Umschalten der Schaltelemente von den
Ausgänge des Steueroszillators (15) auf die Ausgänge der Auswerteschaltung (13) bewirkt und an
dessen nicht invertierendem Eingang eine vorgegebene elektrische Vergleichsspannung bzw. an
dessen invertierendem Eingang eine über einem ohmschen Widerstand (All) abfallende Spannung
liegt, der von einem aufgrund der Summe sämtlicher in den Statorwicklungen (Wl-WA) durch den
Permanentmagnet-Rotor (P) induzierten und über zwischengeschaltete Dioden (V9— VU) ausgekoppelten
Spannungshalbwellen gleicher Polarität gegebenen Strom durchflossen ist
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