DE3045673A1 - Elektronisch kommutierender motor - Google Patents
Elektronisch kommutierender motorInfo
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- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Description
PHN 9644 . "** -U · 16.6.1980
Elektronisch, kommutierender Motor.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit elektronischer !Commutation mit einem
wenigstens teilweise aus dauermagnetischem Werkstoff bestehenden Läufer, der mit mindestens zwei ortsfest
angeordneten Ständerspulen zusammenarbeitet, welche Maschine mit wenigstens zwei auf einem gemeinsamen Substrat
angeordneten magnetfeldempfindlichen Elementen, insbesondere
Hall-Elementen versehen ist zum Liefern im
wesentlichen sinusförmig mit der Läuferlage sich ändernder Signale zum als Funktion der Läuferlage Erregen der Ständerspulen über eine Erregungsschaltung, wobei die magnetfeldempfindlichen
Elemente gegenüber der Läuferachse in einem gegenüber einander tangentiellen Winkel kleiner als der
zur einwandfreien Erregung der Ständerspule erforderliche
Phasenunterschied £ zwischen den ErregungsSignalen für
diese Ständerspulen angeordnet sind.
Eine derartige Maschine ist aus der DE-OS 26 08 561 bekannt.
Bei herkömmlichen elektronisch kommutierenden
Maschinen werden magnetfeldempfindlichen Elemente in einem
winkel ^f entsprechend dem Phasenwinkel der Maschine angeordnet,
also elektrisch unter 120° bei einer dreiphasigen Maschine und unter 90 >
bei einer zwei- bzw. vier-phasigen Maschine. Die Nachteile dabei wie das Anordnen und Verbin-
den zweier einzelner Teile sind Lnddor genannton Offenlegungsschrift
dadurch vermieden, dass die beiden magnetfeldempfindlichen
Elemente zusammen auf nur einem Substrat angeordnet werden und dass man diese mit einer auf
der Läuferachse angeordneten und mit zwei konzentrischen magnetisch kodierten Spuren versehenen Scheibe zusammenarbeiten
lässt. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass es dadurch, dass die Spulen dicht beisammen angeordnet
werden müssen, ein hohes Ausmass an Lecken gibt, so dass
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PHN 96hh ' sr r 16.6.198O
die Hall-Elemente wenig Fluss erhalten und sie sehr dicht
an der Scheibe angeordnet werden müssen, wobei Freilauf der Scheibe nach wie vor gewährleistet werden muss. Ausserdeta
ist e^.r]Aö^7^Lrt±ge magnetisch'kodierte Scheibe aus
wirtschaftlichem Gesichtspunkt nicht vorteilhaft.
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine
elektrische Maschine zu schaffen, bei der auch dieser Nachteil fehlt und, weist dazu das Kennzeichen auf, dass die
Erregungsschaltung mit einer Kombinationsschaltung zum
jQ linearen Kombinieren von wenigstens zwei magnetfeldempfindlichen
Elementen gelieferter Signale versehen ist um mindestens zwei Erregungssignale mit untereinander einem
Phasenunterschied im wesentlichen entsprechend ^£ zu liefern,
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde,
j5 dass aus zwei phasenverschobenen nahezu sinusförmigen
Signalen zwei Signale mit einem anderen Phasenunterschied erzeugt werden können durch eine lineare Kombination dieser
Signale und dass es dadurch möglich ist, die magnetfeldempfindlichen Elemente in relativ kleinen tangentiellen
Winkeln gegenüber einander auf der Läuferachse anzuordnen.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf eine zwei- bzw. vierphasige
Maschine und wird dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationsschaltung ein der Summe der von den beiden magnetfeldempfindlichen
Elementen gelieferten Signale proportionales Signal liefert und ein der Differenz der von den
beiden magnetfeldempfindlichen Elementen gelieferten
Signale proportionales Signal liefert.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass
der Phasenunterschied zwischen den genannten kombinierten Signalen von dem tangentiellen Winkel, in dem die beiden
magnetfeldempfindlichen Elemente angeordnet werden, unabhängig
ist.
Im allgemeinen kann eine derartige lineare Kombination, mit der auch andere Phasenunterschiede als
90 ' verwiriiicht werden können, dadurch gekennzeichnet
werden, dass die Kombinationschaltung ein erstes Signal C
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PfIN 9644 >-(q- 16.6.198O
liefert, das der Beziehung C * A + KI! entspricht und ein
zweites Signal D liefert, das der Beziehung D=A- KB entspricht, wobei A das von einem ersten der magnetfeldempfindlichen
Elemente gelieferte Signal ist, B das von einem zweiten der magnetfeldempfindlichen Elemente gelieferte
Signal ist und K eine vorbestimmte Konstante ist, die derart eingestellt ist, dass der Phasenunterschied zwischen
den Signalen C und D gleich ^P ist.
Ein Nachteil dieser Kombinationsmethode kann sein dass im allgemeinen die Amplituden der Kombinationssignale C und D nicht gleich sind. Eine Ausführungsform
der Maschine nach, der Erfindung, die diesen Nachteil nicht
aufweist, kann dadurch gekennzeichnet werden, dass die
Kombinationsschaltung ein erstes Signal C liefert, das der
Beziehung C=A- KB entspricht und ein zweites Signal D liefert, das der Beziehung D=B- KA entspricht, wobei A
das von einem ersten der magnetfeldempfindlichen Elemente gelieferte Signal ist, B das von einem zweiten der magnetx^eldempf
indlichen Elemente gelieferte Signal ist, und K eine vorbestimmte Konstante ist, die derart eingestellt
ist, dass der Phasenunterschied zwischen den Signalen C und D gleich )f ist.
Eine sehr einfache Ausföhrungsform der letztgenannten
Maschine kann weiterhin dadurch gekennzeichnet werden, dass die Erregungsschaltung eine erste Vergleichsschaltung
umfasst, von der ein erster Eingang mit einem ersten der magnetfeldempfindlichen Elemente verbunden ist,
ein Ausgang mit der Reihenschaltung aus einer ersten der Ständerspulen und einem ersten Widerstand verbunden ist
und ein zweiter Eingang mit dem Verbindungspunkt der ersten Ständerspule und des ersten Widerstandes verbunden
ist, eine zweite Vergleichsschaltung, von der ein erster Eingang mit einem zweiten der magnetfeldempfindlichen
Elemente verbunden ist, ein Ausgang mit der Reihenschaltung
aus einer zweiten der Ständerspulen und einem zweiten Widerstand verbunden ist und ein zweiter Eingang· mit dem
Verbindungspunkt der zweiten Ständerspule und dieses
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PHN 9644 ·4- η 16.6.1980
zweiten Widerstandes verbunden ist, und einen dritten
Widerstand, der zwischen einerseits dem Verbindungspunkt der er'sten Ständerspule und des ersten Widerstands
und CiMerArseits dem Verbindungspunkt der zweiten
Ständerspule und des zweiten Widerstandes liegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dreiphasigen Maschine kann weiterhin
dadurch gekennzeichnet werden, dass der dritte Widerstand ein einstellbarer Widerstand ist.
jQ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ansicht eines dreiphasigen elektronisch kommutierenden
]5 Motors, der auf herkömmliche Weise mit Hall-Elementen versehen
1st,
Fig. 2 einen detaillierten Schnitt durch den Motor nach Fig. 1,
Fig. 3 die Anordnung der Hall-Elemente nach der Erfindung bei einem Motor nach Fig. 1,
Fig. h ein Vektordiagramm zur Erläuterung der
Anwendung der Erfindung bei einem Zweiphasenmotor,
Fig. 5 ein Vektordiagramm zur Erläuterung einer ersten allgemeinen Au.sführüngsform eines erfindungsgemässen
Motors,
Fig. 6 ein Vektordiagramm zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen
Motors,
Fig. 7 ein Vektordiagramm zur Erläuterung einer Alternativen der an Hand der Fig. 6 beschriebenen Ausführungsform,
Fig. 8 eine »Schaltungsanordnung um die an Hand der Fig. h beschriebene lineare Kombination zu verwirklichen,
Fig. 9 eine Schaltungsanordnung zur Verwirklichung der an Hand dor Fig. 6 und 7 beschriebenen
linearen Kombina!ionen,
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:"';·::.:.. ν χ;*: 30Α5673
PHN 9644 ·*"'#· 16.6.1980
Fig. 10 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der linearen Kombination bei einem Dreiphasenmotor,
Fig. 11 eine bevorzugte Au.^fUhrungsf orm zur
Verwirklichung der an Hand der Fig. 7 beschriebenen Kombinationsmethode,
Fig. 12 eine Kombinationsmethode nach der Erfindung mit dreieckförmigen Signalen.
Fig. 1 zeigt auf schematische Weise eine Ansicht eines dreiphasigen elektronisch kommutierenden Motors,
jQ der auf herkömmliche Weise mit Hall-Elementen versehen ist
und Fig. 2 zeigt einen detaillierten Schnitt gemäss der Linie IZ durch den Motor· nach Fig. 1 . Der Motor umfasst
eine Welle 1, auf der ein glockenförmiges Läufergehäuse
angeordnet ist, das am Innenumfang mit einem ringförmiger
Dauermagneten 3 versehen ist. Der Ständerkörper k trägt
ein Blechpaket 5» auf dem drei Ständerspulen 6, 7 und 8
angeordnet sind. Auf dem Ständerkörper h ist ein Träger 9 angeordnet auf dem in einem Winkel von 120 Hall-Elemente
10 und 11 angeordnet sind, die das Feld des dauermagnetischen Ringes 3 detektieren und über eine gep-jbenenfalls
auch auf diesem Träger angeordnete Schaltungsanordnung
die Ständerspulen 6 und 7 und 8 als Funktion der
Läuferlage erregen.
Fig. 3 zeigt eine Lösung für die Anordnung der Hall-Elemente 10 und 11 nach der Erfindung bei einem Motor
nach den Fig. 1 und 2. Von diesem Motor ist einfachheitshalber nur das Ständerbleckpaket 5 dargestellt. Die beiden
Hall-Elemente 10 und 11 sind nahe bei einander angeordnet — gegenüber der Läuferachse in einem Winkel CXt — wodurch sie
auf einfache Weise durch Filmtechuikeii zusammen mit dor
erforderlichen Elektronik auf nur einem Substrat angeordnet
werden können und sogar gegebenenfalls zusammen mit der erforderlichen Elektronik in nur einer integrierten Schaltungsanordnung
untergebracht werden können. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, dennoch in genauen Phasenunterschicdon
zwischen den Erregungssignalen für die Ständerspulen dadurch zu verwirklichen, dass lineare Kombinationen der von
130037/065 5 bad original
PIIN 9644 & /J 16.6.1980
den Hall-Elementen 10 und 11 herrührenden Signale
gemacht werden, insofern diese Signale im wesentlichen siiiusf ttrrnif·; sind.
1 'Fßg.. h zeigt dies an Hand eines Vektordiagramms
für einen Zweiphasen- (oder Vi er phasen-)-Mo tors . Darin
werden die Signale A bzw. B, die von den Hall-Elementen 10 bzw. 11 herrühren, die Summe C dieser Signale A und B
und die Differenz D der Signale A und B als Vektoren
dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass das Generieren dor linearen Kombinationen:
C = A + B
und D=A-B
und D=A-B
zwei Signale mit einem Phasenunterschied von 90c ergibt.
Bei diesen Kombinationen ist dies von dem ¥inlcel 0(3 zwisehen
den Hall-Elementen unabhängig. Im allgemeinen "ist es möglich, jeden Phasenunterschied zwischen diesen Signalen
C und I) mit den linearen Kombinationen zu erzeugen:
C = A + KB
und D = A - KB
und D = A - KB
worin K ein konstanter Faktor ist, der von dem Winkel Οό
und dem gewünschten Phasenunterschied zwischen dem Signal C und D abhängig ist.
Wenn es erwünscht ist, - beispielsweise wenn die beiden Hall-Elemente 10 und 11 gegenüber der Mitte
zwischen zwei Ständerspulen symmetrisch liegen, wie Fig. zeigt - den Vektor C genau zwischen die Vektoren A und B
fallen zu lassen, dies wegen der richtigen Kommutationszeitpunkte,
ist es beispielsweise möglich, die folgenden linearen Kombinationen zu erzeugen:
C = A + B
D = A- KB
Fig. 5 zeigt ein derartiges Vektordiagramm für einen Phasenunterschied entsprechend 120 zwischen den
Signalen C und D. Dieses Diagramm spricht weiterhin für sich.
Bei den an Hand der Vektordiagramme nach den Fig. h und ."5 beschriebenen Kombinationsmethoden sind die
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PHN 9644 J?- .. 16.6.1980
- HL·
Amplituden der Signale C und D bei gleichen Amplituden der Signale A und B nicht gleich. Wenn die Signale C und
D nur zu ihren NuI!durchgängen die Ständererregung umschalten,
ist dies kein Nachteil. Wenn jedoch die Signale C und D nach etwaiger Verstärkung als Erregungssignale
für die Ständerspulen benutzt werden, kann es notwendig sein durch Anpassung der Verstärkungsfaktoren dieses Verstärkers
die beiden Signale auf eine gleiche Amplitude zu verstärken. Eine Kombinationsmethode, die diesen Nachteil
nicht aufweist, ist an Hand der Fig. 6 näher erläutert. Fig. 6 zeigt das Vektordiagramm, das zu den
folgenden linearen Kombination gehört:
C = B- KA
D = A - KB
D = A - KB
Bei dieser linearen Kombination sind die Amplituden der Signale C und D gleich gross, ebenso wie die
Amplituden der Signalen A und B gleich gross sind. In dem Vektordiagramm nach Fig. 6 ist der Faktor K derart gewählt
worden, dass wenn die Vektoren A und B auf - 1 /21OO bzw.
+ 1/2 οβ liegen, die Vektoren C und D auf +120° bzw, +2^0°
liegen. Das dritte Phasensignal für einen Dreiphasenmotor wird auf bekannte Weise dadurch erhalten, dass die Summe der
Signale C und D invertiert wird (E = -C-D). Auch kann die abgeschwächte Summe der Signale A und B gewählt, werden.
Fig. 7 zeigt das Vektordiagramm einer alternativen Art und Weise, die an Hand der Fig. 6 bewchriebene
lineare Kombination auszubilden, damit ein dreiphasiges Signal erhalten wird. Der Faktor K wird dabei derart
gewählt, dass die Vektoren C und D auJ' 60° bzw. 300° liegen
und der Vektor E = -(c+D) dadurch auf -18O° liegt.
Die beschriebenen linearen Kombinationen
lassen sich auf einfache Weise mit Hilfe von Operationsverstärkern,
die gegebenenfalls zusammen mit den HaIl-Elementen
10 und 11 integriert werden können, vorwirklichon.
Flg. 8 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die an Hand der Fig. k beschriebene lineare
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BAD
PHN SGkh -^'M' 16.6.19SO
Kombination zu verwirklichen. Die Schaltungsanordnung
umfasst einen Summenverstärker 12 mit dem Verstärkungsfaktor
G1, dem die Signale A und B der Hall-Elemente 10
und 11 zugeführt werden. Das Ausgangssignal G1(A+b) kann
unmittelbar über eine Ständerspule 61 eines Sweiphasenmotors
angelegt werden. Die Signale A und B werden weiterhin einem Differentvcrstärker I3 mit dem Verstärkungsfaktor
Gp zugeführt. Das Ausgangssignal G„ (Α-B) ist
dabei 90° ausser Phase mit dem Ausgangssignal G1 (A+B) und
kann unmittelbar der anderen Ständerspule 7' zugeführt werden. Durch eine einwandfreie Einstellung der Verstärkungsfaktoren
G1 und G„ gegenübereinander können
die Amplituden der beiden Ausgangssignale gleich gross
gemacht werden.
Das Amplitudenverhältnis der Signale G (A+B)
und Gp (Α-B) ist weniger von Bedeutung wenn diese
Signale als Schaltsignale benutzt werden, beispielsweise wenn die Ausgänge der Verstärker 12 und 17 statt unmittelbar
mit den Ständerspulen 6· und 7 über Schalttransistoren
7^ T bzw. TQ mit diesen Spulen verbunden sind, wie Fig. 8
durch die gestrichelten Verbindungen zeigt.
Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 8
sind auch andere lineare Kombinationen der Signale A und
B verwirklichbar, damit andere Phasenunterschiede als
2i> 90" zwischen den Ausgangs Signalen verwirklicht werden
können, entsprechend den an Hand der Fig. k und 5 beschriebenen
linearen Kombinationen. Dazu können die Faktoren A beispielsweise in den Verstärkern 12 und 17 verwirklicht
werden mit beispielsweise den aus der analogen Rechentech-
"^ nik bekannten Rochenverstärkerfcechniken.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung zum Realisieren der an Hand der Fig. 6 und 7
beschriebenen linearen Kombinationen A-KB und B-KA. Diese Schaltungsanordnung enthält einen Rechenverstärker 18, der
das Signal A um einen Faktor G und das Signal B um einen
Faktor -KG verstärkt, so dass ein Ausgangssignal G(A-KB) erhalten wird das einer Ständerspule 6 eines Dreiphasenmotors
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ORIGINAL INSPECTED
PHN 9644 j?.//I, 16.6.1980
tors unmittelbar zugeführt werden kann. Ein zweiter Eechenverstärker 19 verstärkt das Signal B um einen
Faktor G und das Signal A um einen Faktor -KG, wodurch ein Signal G (B-KA)- das bei einer richtigen Wahl des Faktors
K um 120° gegenüber dem Signal G (A-KB) phasenverschoben
ist - erhalten wird, das unmittelbar der Spule 7 des
Dreiphasenmotors zugeführt werden kann. Die dritte Phase kann dadurch erhalten werden, dass die Summe der Ausgangssignale
invertiert wird, was das Signal C(i-K)(A+B) ergibt. Dieses Signal ist auch verwirklichbar - wie in
Fig. 9 dargestellt - mit einem dritten Verstärker 20 mit
einem Verstärkungsfaktor (K-I Je, dem die Signale A und B
zugeführt werden. Das Ausgangssignal kann unmittelbar der dritten Ständerspule 8 zugeführt werden.
Bekanntlich kann ein Dreiphasenmotor statt mit drei untereinander um 120° phasenverschobenen Signalen
auchmmit drei um 60C phasenversehobenen Signalen gespeist
werden, wenn eine der Ständerspulen mit entgegengesetzter
Polarität oder wegen des Wickelsinnes aus der entgegengesetzten Richtung angesteuert wird, was in dorn
Diagramm nach Fig. 7 beispielsweise bedeutet, dass der Vektor E um 180 verschoben wird, so dass die Vektoren C,
D und E um 6o° gegenübereinander verschoben werden. Werden,
wie das Vektordiagramm nach Fig. 10 zeigt, durch eine richtige Wahl des Faktors K zwei Signale C und D mit einem
Phasenunterschied von 60° erzeugt, so entsteht die dritte Phase E durch die Differenz E = D-C der Signale D und C.
Wird in dieser Schaltungsanordnung nach Fig. 9 der Faktor
K derart gewählt, dass es zwischen den Ausgangssignalen
3" der Verstärker 18 und I9 einen Pjiasonunterschi ed von 60°
gibt, so kann die dritte Ständerspule 8 mit der dritten Phase E dadurch erregt werden, dass diese zwischen die
Ausgänge der Verstärker 18 und 19 aufgenommen wird, wie in
Fig. 9 gestrichelt dargestellt ist. Der Verstärker 20 fällt dabei fort. Die Ständersptile 7 muss dabei umgekehrt
erregt (oder gewickelt) werden, dies gegenüber der Situation mit den Signalen in einem Winkel von 120° .
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<-LAD ORIGINAL
PHN 9644 ^ΆΧ' 16.6.1980
Die linearen Kombinationen C = B-ICA und D = A-KB sind auf einfache Yeise dadurch verwirklichbar, dass
zwischen einem Verstärker für das Signal A und einem Verstärker für das Signal B ein Übersprechen mit einem
B Faktor K stattfindet. Dies ist in der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 ausgenutzt. In dieser Schaltungsanordnung wird
der Strom durch die Ständerspule 6 bzw. 7 dadurch kontrolliert dass ein ¥iderstand 21 bzw. 22 aufgenommen wird,
beide beispielsweise mit .einem Widerstandswert Ro. Der
Strom durch die Ständerspule 6 bzw. 7 wird durch einen Verstärker 23 bzw. 24 gesteuert, der die Signale A bzw. B,
in diesem Fall eine Spannung, mit der Spannung an dem Widerstand 21 bzw. 22 vergleicht. Durch die Spule 6 bzw.
7 fliesst dann ein Strom A/Ro bzw. b/Ro die, wenn die HaIl-Elemente
10 und 11 auf herkömmliche Weise (Fig. 1) angeordnet
sind einen Phasenunterschied von beispielsweise 120° aufweisen. Wird ein Phasenunterschied von 60c gewählt,
so kann die dritte Ständerspule 8 auf einfache Weise zwischen die Ausgänge der Verstärker 23 und 24 aufgenommen
werden. Werden jedoch die Hall-Elemente 10 und 11 in einem kleineren Winkel angeordnet (Fig. 3)>
so kann der Phasenunterschied zwischen den Strömen durch die Spulen 6 und 7
dennoch gleich 6θσ (oder gewünschtenfalls 120° oder aber
andere Phasenunterschiede) werden und zwar durch Kombinats tion der Signale A und B in diesem Beispiel auf sehr einiache
Weise durch Anordnung eines Ubersprechwiderstandes 25 mit dem Widerstandswert R. zwischen den Verbindungspunkten der Spule 6 mit dem Widerstand 21 und der Spule 7.
mit dem Widerstand 22. Durch den Widerstand 21 fliesst ein Strom A/Ro, durch den Widerstand 22 ein Strom B/Ro und
durch den Widerstand 25 ein Strom (A-B)R. so dass durch
die Ständerspule 6 ein Strom Ig = P(A-kb) und durch die
Ständerspule 7 ein Strom I = P(B-KA) mit P=(Ro+R1)/RoR1
und K=Ro/(Ro+R1) fliesst. Durch eine richtige Wahl von K,
welcher Wert versuchsweise dadurch ermittelt werden kann, dass beispielsweise der Widerstand 25 als einstellbarer
Widerstand ausgebildet wird, kann wieder der richtige
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PHN 9644 *r 16.6.1980
Phasenunterschied erhalten werden.
Insbesondere wenn die von den Hai!-Elementen
herrührenden Signale zum Schalten statt zur analogen Erregung benutzt werden (wie beispielsweise in Fig. 8
als Alternative angegeben wurde), ist die Form der -von den Hall-Elementen 10 und 11 erzeugten Signale A und B
weniger kritisch. Dies kann an Hand der Fig. 12 erläutert werden, in der in Fig. 12a und 12b die Signale A undB als
Dreieckspannungen dargestellt werden. Fig. 12c zeigt die Summe dieser Signale A und B und Fig. 12d die Differenz
dieser Signale A und B. Es stellt sich heraus, dass auch hier die NuI!durchginge der Kombinationen A + B und A - IJ
über ein Viertel der Periodendauer der Signale A und B, d.h. also über 90° , gegenübereinander verschoben liegen.
Andere Verschiebungen sind mit anderen Kombinationen möglich.
Insbesondere wenn die von den Hall-Elementen 10 und 11 herkömmlichen Signale und die linearen Kombinationen
derselben als analoge Erregungssignale für die
Ständerspulen benutzt werden, kann es in der Praxis passieren, dass die Form und/oder die Stärke der Magnetisierung
des dauermagnetischen Rotors nicht geeignet ist,
brauchbare Signale in den Hall-Elementen zu erzeugen. Eine durchaus benutzbare Lösung ist dann, eine zusätzliehe
Magnetscheibe auf der Läuferwelle anzuordnen, mit •der die Hall-Elemente zusammenarbeiten. Der Vorteil, dass
die beiden Elemente dicht beieinander angeordnet werden können, bleibt dabei nach wie vor erhalten, während der
Nachteil des in der Beschrexbungseinleitung genannten
bekannten Motors mit einer magnetisch kodiertem Scheibe
nicht auftritt.
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Claims (2)
- PHN 9&hk vLä- 16.6.1980PATENTANSPRUECHEElektrische Maschine mit elektronischer mmutation mit einem wenigstens teilweise aus dauermagnetischem Werkstoff bestehenden Läufer, der mit wenigstens zwei ortsfest angeordneten Ständerspulen zusammenarbeitet, welche Maschine mit wenigstens zwei auf einem gemeinsamen Substrat angeordneten magnetfeldempfindlichen Elementen versehen ist, insbesondere Hall-Elementen, zum Liefern im wesentlichen sinusförmig mit der Läuferlage sich ändernder Signale zum als Funktion der Läuferlage Erregen der Ständerspulen über eine Erregungsschaltimg, wobei die magnetfeldempfindlichen Elementen gegenüber der Läuferachse in einem untereinander tangentiellen Winkel kleiner als der für einwandfreie Erregung der Ständerspule erforderliche Phasenunterschied zwischen don Errogungssignalen für diese Ständerspulen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregungsschaltung mit einer Kombinationsschaltung zum linearen Kombinieren von wenigstens zwei magnetfeldempfindlichen Elementen gelieferter Signale versehen ist um mindestenszwei Erregersignale mit einen Phasenunterschied untereinander im wesentlichen entsprechendj^zu liefern.
- 2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, eingerichtet als Zwei- bzw. Vierphasenmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationsschaltung ein der Summe dervon den beiden magnetfeldempfindlichen Elementen gelieferten Signale proportionales Signal liefert und ein der Differenz der von den beiden magnetfeldempfindlichen Elomenton gelieferten Signale proportionales Signal liefert.3· Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationsschaltung ein erste Signal G liefert, das der Beziehung C = A + KB entspricht und ein zweites Signal D liefert, das der Beziehung130037/0655 0RIGINAUNSPEcted-■·. OK:- 30A5673PHN 9644 4£ ή. 16.6.1980D=A- KB entspricht, wobei A das von einem ersten der magnetfeldempfindlichen Elemente gelieferte Signal ist, B das von einem zweiten der magnetfeidempfindlichen Elemente gelieferte Signal ist und K eine vorbestimmte Konstante ist, die derart eingestellt ist, dass der Phasenunterschied zwischen den Signalen C und D gleich W ist. h. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationsschaltung ein erstes Signal C liefert, das der Beziehung C=A- KB entspricht und ein zweites Signal D, das der Beziehung D = B-KA entspricht, wobei A das von einem ersten der magnetfeldempfindlichen Elemente gelieferte Signal ist, B das von einem zweiten der magnetfeldempfindlichen Elemente gelieferte Signal ist und K eine vorbestimmte Konstante ist, die derart eingestellt ist, dass der Phasenunterschied zwischen den Signalen C und D gleich )f ist.5. Elektrische Maschine nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregungsschiiltung eine erste Vergleichsschaltung umfasst, von der ein erster Eingang mit einem ersten der magnetf eldenipf ind liehen Elemente verbunden ist, ein Ausgang mit der Reihenschaltung aus einer ersten der Ständerspulen und einem ersten Widerstand verbunden ist und ein zweiter Eingang mit dem Verbindung:*— punkt der ersten Ständerspule und des ersten Widerstandes verbunden ist, eine zweite Vergleichsschaltung, von der ein erster Eingang mit einem zweiten der magnetfeldempfindlichen Elemente verbunden ist, ein Ausgang mit der Reihenschaltung aus einer zweiten der Ständerspuleii und einem zweiten Widerstand verbunden ist und ein zweiter Eingang mit dem Verbindimgspunkt dor zweiten St'inderspule und des zweiten Widerstandes verbunden ist und einen dritten Widerstand, der zwischen einerseits dem Verbindungspunkt der ersten Ständerspule und des ersten Widerstandes und andererseits dem Verbindungspunkt der zweiten Ständerspule und de«zweiten Widerstandes liegt.6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Widerstand ein einstellbarer Widerstand ist.130037/0655 BAD or/ginal; l·-- ^V-, : 30A5673PHN 96^4 J-4- - 16.6.19007. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, k, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Dreiphasenmaschine ist mit drei Ständerspulen und die Kombi- na.tlonssch!qfc!biZng dazu eingerichtet ist, Signale mit einem elektrischen Phasenunterschied entsprechend 60° an einer • ersten und zweiten dieser Ständerspulen zu liefern und dass die dritte dieser Ständerspulen in Dreieckschaltung zwischen die erste und die zweite Ständerspule aufgenommen ist.8. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregungs-0ehaltung wenigstens teilweise mit den beiden magnetfeldempfindlichen Elementen in eine integrierte Schaltung aufgenommen ist.130037/0655
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