DE3123091A1 - Geschwindigkeitsregelanordnung fuer einen synchronmotor - Google Patents

Geschwindigkeitsregelanordnung fuer einen synchronmotor

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Description

TOSHIBA ΚΪΚΑΙ KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan und KABUSHIKI KAISHA TOEI DENKI SEISAKUSHO, Tokio, Japan
Geschwindigkeitsregelanordnung für einen Synchronmotor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsregelanordnung für einen Synchronmotor und zeichnet sich dadurch aus, daß sie als Fühler oder Detektor ein von der Inductsyn Corporation, USA, vertriebenes Gerät MInduetsyn" oder einen Resolver verwendet, der ein phasenmoduliertes Signal liefert, das als Rückführsignal benutzt wird und die Drehzahl, Drehbewegung oder Geschwindigkeit und den Drehwinkel des Motors darstellt. In einem Synchronmotor, der mit einem am Rotor angebrachten Permanentmagneten ausgerüstet ist, um das Drehfeld zu erzeugen, wie es beispielsweise bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor der Fall ist, und der eine Statorwicklung enthält, ändert sich das vom Motor erzeugte Drehmoment in einem gewissen Maße in Abhängigkeit von der Drehposition des Permanentmagneten. Setzt man einen derartigen Synchronmotor als Servomotor ein, tritt das sich ändernde Drehmoment nachteilig in Erscheinung, insbesondere während des Startens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Synchronmotor eine Geschwindigkeitsregelanordnung zu schaffen, die in der Lage ist, den Motor mit einem konstanten Drehmoment zu drehen. Dazu soll ein Signal von einem Detektor oder Fühler verwendet werden, der als ein Resolver oder "Inductsyn" ausgebildet ist, wobei ein phasenmoduliertes Signal erzeugt wird, das als Positionsrückf uhrsignal des Motors benutzt wird.
Weiterhin soll bei der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelanordnung das Geschwindigkeitsrückführsignal direkt von dem phasenmodulierten Signal gewonnen werden, d.h., daß sowohl das Positionsrückführsignal als auch das Geschwindigkeitsrückführsignal von einem Detektor erhalten werden.
Eine Geschwindigkeitsregelanordnung für einen Synchronmotor mit zwei Statorwicklungen, die elektrisch und mechanisch um 90 gegeneinander versetzt sind, und mit einem Rotor ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine vom Rotor des Motors angetriebene Einrichtung zum Erzeugen eines phasenmodulierten Signals, das eine den Drehwinkel des Rotors darstellende Komponente enthält, einen Geschwindigkeitssignalumsetzer, der ein Signal bildet, das dem Differential des Drehwinkels entspricht, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssollsignals, das der Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl des Rotors entspricht, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlersignals, das der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitssignalumsetzers und dem Geschwindigkeitssollsignal entspricht, einen Multiplizierer zum Multiplizieren des phasenmodulierten Signals mit dem Fehlersignal, eine Einrichtung zum Erzeugen von zwei Referenzsignalen mit einer Phasendifferenz von 90° und eine Synchrongleichrichtereinrichtung zum Gleichrichten des Ausgangssignals des Multiplizierers gemäß den Referenzsignalen zwecks Erzeugung von Strömen, die den Statorwicklungen des Motors zugeführt werden.
■ Im folgenden soll- die Erfindung beispielshalber an Hand von Zeichnungen erläutert werdenο Es zeigts
FIGoI ein Blockschaltbild mit des elektrischen Aufbau, einer- Drehzahlregelanordnung nach der Erfindung^
FI β , 2 ein Zeitdiagramm mit Signalverläufen zur ■ Erläuterung der Arbeitsweise einer bekannten Anordnung, die ein Drehzahl signal aus einem phasenaodulierten Signal" bildet,
F IG ο 3 ein Blockschaltbild eines modifizierten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit eine© Magnetaotor und einem ResolverP
F I G .. A- ein Blockschaltbild eines weiteren. Ausfüh·= rungsbeispiels der Erfindung 9 . "
F I 0 . 5 ein Blockschaltbild einer Modifikation der Drehzahlregelanordnung 9 bei der ein Drehzahlsignalfühler in eine Differenzierschaltung umgeändert ist,
F I G ο 6 ein Blockschaltbild mit den Einzelheiten eines Synchrongleichrichters und Leistungsverstärkers der in der Fig„ 1 gezeigten Anordnung9
F I G ο 7 ein Schaltbild Mit den elektrischen Verbindungen eines in der Fig» 6 gezeigten Stromföhlers und mit der Sinus- und Kosinuswicklung des Synchronmotors9
:. F I G.. "8 ein Schaltbild eines in der Fig» 4 dargestellten Phasenschiebers und
F I G ο 9 ein Schaltbild nit den Einzelheiten des Svnchrongleiehri chters »
Das in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine numerische Steuerungseinheit 11 mit einem Drehzahlsollsignalgenerator 11-1 zum Erzeugen einer Befehls- oder Sollspannung Vrei, die der Drehzahl eines Synchronmotors 20 entspricht, und mit einer Recheneinheit 11-2, die eine Positionsrückführgröße berechnet. Bei dem gezeigten Beispiel wird der Recheneinheit 11-2 ein phasenmoduliertes Signal E sin (oJt+θ) zugeführt, wobei E eine Spannung und θ ein Drehwinkel oder eine Drehposition des Rotors des Motors darstellt.
Ein Addierer (oder Subtrahierer) 12 dient zur Erzeugung eines Differenz- oder Fehlersignals ERR, das die Differenz zwischen dem Drehzahlsollsignal V_Q^ und einem Ausgangssi-
dö
gnal K 2E g^ darstellt, das von einem Drehzahlsignalumsetzer 15 geliefert wird, wobei K eine Konstante ist. Das Fehlersignal ERR wird in einem Verstärker 13 mit einem Koeffizienten K1 multipliziert, und das resultierende Verstärkerausgangssignal gelangt an einem Eingangsanschluß A eines Multiplizierers 14, dessen anderem Eingangsanschluß B das phasenmodulierte Signal E sin (cyt+θ) von einem Fühler 21 zugeführt wird. Am Ausgang des Multiplizierverstärkers 14 erscheint daher das folgende Signal:
K1 -ERR-E sin (Wt+Θ) = EK1 (Vref - K2E§|) sin (GJt + Θ)
Ein Synchrongleichrichter 16 arbeitet als Phasendiskriminator und dient dazu, das Ausgangssignal des Multiplizierers 14 synchron mit einem Referenzsignal S1 gleichzurichten. Das Ausgangssignal des Synchrongleichrichters 16 wird in einem Leistungsverstärker 17 verstärkt und gelangt dann an die eine Statorwicklung des Synchronmotors 20.
Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Multiplizie rers 14 einem weiteren als Phasendiskriminator arbeitenden Synchrongleichrichter 18 zugeführt, der das ihm zugeführte Signal synchron mit einem Referenzsignal S2 gleichrichtet.
Nach Verstärkung in einem Leistungsverstärker 19 gelangt das Ausgangssignal des Synchrongleichrichters 18 zur anderen Statorwicklung des Synchronmotors 20o Die Referenzsignale S1 und S2 stammen von einem Oszillator 23p und diese Signale stellen entweder eine sinusförmige oder eine rechteckförmige Schwingung in Form von Spannungen dar9 die zueinander eine Phasendifferenz von 90° haben»
Im Falle-einer "sinusförmigen Spannung lassen sich die Referenzsignale S1 und S2 wie folgt darstellen? .
S1 » S sin (cat + 9)
- S2 = E cos ((Ot + 9)
Der Zweck des Detektors oder Fühlers 21 besteht darins das phasenmodulierte Signal E sin (©t+θ) so zu erzeugen» daß der Fühler beim Antrieb durch den Rotor des Motors 20 durch einen Resolver ersetzt werden kann»
Wenn das phasenmodulierte Signal durch einen vom Motor 20 linear bewegten Körper erzeugt wird«," kann man das eingangs genannte Gerät wInductsynra vom linearen Typ verwenden.. Die Referenzsignale S1 und S2 dienen als Erregerspannungen für den Fühler 21„
Der Zweck des Drehzahlsignalumsetzers 15 besteht darin, aus dem phasenmodulierten Signal E sin (fest +Q) ein den Drehwinkel 0 betreffendes Geschwindigkeits- oder Drehzahlsignal zu erhalten j d.h. ein differenziertes Signal g^«, Zur Bildung des Geschwindigkeits- oder Drehzahlsignals gibt es viele Verfahren= Bei einer bekannten Methode nach der Fig» 2 wird beispielsweise der Drehwinkel 9 durch Digitalverarbeitung abgeleitet, und der Drehwinkel 9 wird dann differenziert. Für diese Methode benötigt man allerdings einen komplizierten Schaltungsaufbaus, so daß es von Vorteil ist, eine Schaltungsanordnung zu veri-jendens die das Signal einer Analogverarbeitung unterziehtj, wie es in der Fig» 5 gezeigt ist.
Das am Ausgang des Drehzahlsignalumsetzers 15 auftretende Ausgangssignal K2E-T=· (vergleiche Fig. 5) gelangt dann zum Addierer 12, um das Fehlersignal ERR zu bilden. Zwischen den Addierer 12 und den Drehzahlsignalumsetzer 15 kann man einen mit gestrichelten Linien eingezeichneten Phaseneinsteller 22 einschalten, und zwar für einen Fall, bei dem es schwierig ist, den Fühler 21 genau bei einer Winkelposition anzubringen, bei der ein maximales Drehmoment erzeugt wird. Einzelheiten des Phaseneinstellers 22 werden später an Hand der Fig. 9 erläutert. Für die Zwecke der Beschreibung wird anstelle der Verwendung des Drehzahlsignalumsetzers 15 ein Fall betrachtet, bei dem die Recheneinheit 11-2 benutzt wird, um θ zu differenzieren. Wie es aus dem Zeitdiagramm nach der Fig. 2 hervorgeht, werden im Drehzahlsignalumsetzer während der Dauer von Phasenwinkeln oder Winkelabständen Q^ und θρ zwischen dem Anstieg des einen Referenzsignals S1 (Rechteckschwingung) und Zeitpunkten t^ und ^* bei denen das phasenmodulierte Signal E sin (Qt + Θ) durch den Nullpunkt geht, die Anzahlen n1 und n2 von Taktimpulsen gezählt. Eine Größe An, die den absoluten Wert der Differenz zwischen n2 und n1 darstellt, entspricht dem Drehwinkel des Motors 20 während einer Zeitperiode = &Λ. Wenn die Winkelgeschwindigkeit O hinreichend groß ist, um die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl genau zu erfassen, entspricht demzufolge Δη dem Drehwinkel während einer Periode t, d.h. der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl. Wenn folglich An durch die Recheneinheit 11-2 berechnet und dann in eine analoge Größe durch einenDigital-Analog-Umsetzer 11-3 umgesetzt wird, erhält man dieselbe Funktion wie mit dem Drehzahlsignalumsetzer 15.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Synchronmotor ein zweipoliger bürstenloser Gleichstrommotor 2OA verwendet wird, wobei diejenigen Teile, die Teilen nach der Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Der Rotor 20A-3 des Motors 20A- enthält einen Permanentmagneten, wohingegen die
Statorwicklungen von einer Kosinuswicklung 20A-1 und einer Sinuswicklung 20A-2 gebildet werden? die eine" elektrische und mechanische Phasendifferenz von 90° zueinander haben.
. Ein Resolver 21A9 der wie der in der Figo 1 gezeigte Fühler 21 wirkt, ist an der Welle 24A des Rotors 20A-3 angebracht, und rechteckförsäige Referenzsignale S1 und S2 xrerden von einem auch in der Figo 1 gezeigten Oszillator 23 den Statorwicklungen 21A-I .und 21A-2 des Resolvers 21A zugeführt. Somit wird in der Sekundärwicklung 21A-3 des Resellers 21A ein phasenmoduliertes Signal Ξ sin (üt + Q) induziert, vrobei E die induzierte Spannung und Q die Winkelposition des Rotors 20A-3 darstellt.
Eine weitere Modifikation ist in der Fig» '4 gezeigt.» Das phasenmodulierte Signal E sin (&)t + Q)5, das vom Resolver 21A erzeugt wird, gelangt zu dem Multiplizierer 14, nachdem es in seiner Phase in einem Phaseneinsteiler 24 eingestellt worden istj, an dessen Ausgang somit ein Signal E sin (cat + Q -9 ) auftritt9 xrobei 9 den Betrag der eingestellten Phase darstellt» Mit des .Phaseneinsteller 24 kann man eine mangelnde winkelraäßige Ausrichtung zwischen der .Sekundärwicklung 21A-3 des Resolvers 21A und des Dauermagneten 20A-3 des Motors 2OA kompensieren» Angesichts des elektrischen Phaseneinstellers ist es daher nicht mehr notwendig, eine schwierige mechanische feine Positionsausrichtung der beiden Rotoren 20A-3 und 21A-3 vorzunehmen.
Der Phaseneinsteller 24 kann durch eine widerstände und Kondensatoren enthaltende Schaltung gebildet werden, die die Phase vorschiebt oder verzögert» Dazu wird auf die Fig, 9 verwiesen.
Die Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Äusführungsform des DrehzahlSignalumsetzers 15« Wie man der Fig. 5 entnehmen kann, wird das phasenmodulierte Signal E sin (Qt -f 9) einem
Differenzierglied 15-1 zugeführt, an dessen Ausgang somit ein Ausgangssignal E (Q) + -rr) cos θ ((Jt + 0) auftritt, das an einen selektiven Verstärker 15-3 und eine Wellenformerschaltung 15-2 gelegt wird, die das Ausgangssignal des Differenzierglieds 15-1 in eine rechteckförmige Schwingung formt, die durch die folgende Fourier1sehe Reihe dargestellt werden kann:
EdOos (cot + Θ) + 2f (not).
Der selektive Verstärker 15-3 verstärkt eine Komponente der Grundfrequenz cd /21Γ der Differenz zwischen den Ausgangssignalen des Differenzierglieds 15-1 und der Wellenformerschaltung 15-2. Somit verstärkt der selektive Verstärker 15-3 mit einem Faktor von K2 nur die Komponente Q)/21Γ der Differenz
JEc<)cos (GJt + 9) + Ξ || cos (ujt + O)] - [Ecü cos (Qt + 0) +2f (nut)] = E H cos (Qt + Q)-Zf (nut)
und erzeugt dann ein Ausgangs signal K2E ^ cos (cjt + Θ). Dieses Ausgangssignal wird in einem Synchrongleichrichter 15-5 mit einem vorgeschalteten Transformator 15-4 unter Verwendung des Ausgangssignals der Wellenformerschaltung 15-2 als ein Referenzsignal gleichgerichtet. Der Synchrongleichrichter 15-5 liefert daher das folgende Ausgangssignal:
N =K2e||
Die Fig. 6 zeigt Einzelheiten des in der Fig. 1 gezeigten Synchrongleichrichters 16 und des in der Fig. 1 gezeigten Leistungsverstärkers 17. Dem Synchrongleichrichter 16 wird das Ausgangssignal K1 · ERR·E sin· (cJt + 0) = Ki*E(Vref - K2E ||) sin (<üt + Θ) des in der Fig. 1 dargestellten Multiplizierers 14 und das Referenzsignal S1, bei
dem es sich um eine sinusförmige Schwingung sin<ät oder eine damit synchrone rechteckförmige Schwingung handelt 9 zugeführt, so daß der Gleichrichter ein Ausgangssignal K1 · ERR · E cos Q liefert»
Der Leistungsverstärker 17 enthält einen Addierer 17-1"» einen Stromsteuerverstärker 17-2, einen Xmpulsbreitenmodulator 17-3» der das Ausgangssignal des Verstärkers 17-2 einer Impulsbreitenmodulation unterziehts und einen Stromdetektor oder Stromfühler 17-4«, Der Leistungsverstärker 17 legt den verstärkten Strom an die Kosinpswieklung des Motors 20» Der Stromfühler 17-4 führt den erfaßten Strom zum Addierer 17-1 zurück.
Die Fig. 7 zeigt die Verbindungen des Xmpulsbreitenmodulators 17-3, des Stromfühlers 17-4 some der Kosinus- und Sinuswicklung des Motors 20» Impulsbreitenmodulierte Steueroder Tor signale G1 bis G4, die vom Impulsbreitenmodulator 17-3 erzeugt werden, liegen an den Basiselektroden von Leistungstransistoren Tr^ bis Ty^s um die Kosinuswieklung mit Strom zu speisen, wenn die Transistoren T^ und Tri|> eingeschaltet sind, und um die Sinuswicklung mit Strom zu speisen, wenn die Transistoren-Tr1 und T^ eingeschaltet sind«
. ' Ist beispielsweise der Transistor Tr2 eingeschaltet, fließt Strom durch die Kosinuswicklung» und zwar vom positiven Anschluß einer Gleichspannungsquelle VS über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr2> sowie einen Widerstand R„ durch die Kosinuswicklung «nd von dort zurück zu einer Mittenanzapfung CM der Spannungsquelle VS. Ist dem gegenüber der Transistor T^ eingeschaltet, fließt in entsprechender ¥eise Strom durch die Sinuswicklung über einen Widerstand R„<, Ist der Transistor T , oder der Transistor Τ_λ'eingeschaltet, fließt Strom durch die Sinuswicklung oder Ko Sinuswicklung ρ und zwar durch den Widerstand R„ oder R„ in entgegengesetzter Richtung„ Die Transistoren Tr1
bis Tr4 arbeiten daher als Schalterelemente, um Wechselströme durch die Sinus- und Kosinuswicklung zu schicken. Die Widerstände Rc und FU entsprechen dem in der Fig. 6 gezeigten Stromfühler 17-4. Die Spannungen Vc und Vg über diesen Widerständen werden als die Spannungen verwendet, die zum Addierer 17-1 zurückgeführt werden.
Die Fig. 8 zeigt Einzelheiten des Phaseneinstellers 24 der Fig. 4, (22 in Fig. 1), der einen Operationsverstärker 24-9 mit einem Eingangsanschluß T enthält, an den das Ausgangssignal E sin (idt +.0) des Resolvers 21A über einen Eingangswiderstand 24-1 gelegt ist. Dem Eingangswiderstand 24-1 ist eine Reihenschaltung aus einem veränderbaren Widerstand 24-2, einem Kondensator 24-3 und einem Widerstand 24-4 parallelgeschaltet. Zwischen dem Eingangsanschluß T und einem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 24-9 ist eine Rückführschaltung geschaltet, die in der gezeigten Weise von Widerständen 24-6 und 24-8 sowie einem Kondensator 24-7 gebildet wird. Durch Einstellen des veränderbaren Widerstands 24-2 läßt man den Operationsverstärker 24-9 an seinem Ausgang ein Signal -E sin· (c«Jt + 9 -f ) erzeugen, wobeif ein positiver oder negativer Phasenwinkel ist, d.h. eine Phasenvoreilung oder Phasennacheilung. Der andere Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 24-4 ist über einen Widerstand 24-5 an Masse angeschlossen.
Die Fig. 9 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform des in den Fig. 1 und 6 dargestellten Synchrongleichrichters 16. Er enthält eine Wellenformerschaltung 16A, die ein eingangsseitiges Referenzsignal S1, d.h. eine Schwingung sin CUt, in eine rechteckförmige Schwingung umformt, sowie Verstärker 16-1 und 16-2, die die Phasen ihrer Eingangssignale um 21Γ verschieben. Dem Verstärker 16-1 wird das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 16A zugeführt, wohingegen an den Eingang des Verstärkers 16-2 das Ausgangssignal des Multiplizierers 14 gelegt wird. Die Gate-Elektrode eines Feldeffekttran-
sistors FET1 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 16-1 über eine Diode d1 verbunden, so daß bei einem hohen Pegel von "1" am Ausgang des Verstärkers 16-1 der Transistor PET1 eingeschaltet wird. Während einer Zeitspanne„ in der das rechteckförmige Ausgangssignal SIQA des Verstärkers 16-1 auf dem hohen Pegel M1M ist, ist das Ausgangssignal K1*ERR«E sin (GJt + ©) positiv, so daß dieses Ausgangssignal zu einem Eingang eines Addierers 16-3 gelangt„ der in Form eines Operationsverstärkers vorgesehen ist, und zwar über die Source-Elektrode SO1 und die Drain-Elektrode DR1 des Feldeffekttransistors FET1 sowie über einen Widerstand RA. Widerstände r1 und r2 sind zwisohen die Source-Elektrode und Gate-Elektrode des Feldeffekttransisotrs FET1 bzw« eines Feldeffekttransistors FET2 geschaltet, und zwischen dem Eingangsanschluß und Ausgangsanschluß des Addierers 16-3 befindet sich ein Widerstand r^, der den Verstärkungskoeffizienten des Addierers bestimmt. Der Gate-Elektrode g2 des anderen Feldeffekttransistors FET2 wird über eine Diode d2 das Ausgangssignal SIQB der Wellenformerschaltung 16A zugeführt. Die Source-Elektrode S02 des Feldeffekttransistors FET2 ist an den Ausgang des Verstärkers 16-2 angeschlossen. Die Drain-Elektrode DR2 des Feldeffekttransistors FET2 ist über einen Widerstand RB rait dem Eingangsanschluß des Addierers 16-3 verbunden. Wenn das Ausgangssignal SIQA gleich nOn ist, hat das Ausgangssignal SIQB der Wellenformerschaltung 16A einen hohen Pegel M1n. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 14 ist jetzt auch negativ und wird vom Verstärker 16-2 invertiert, um positiv zu werden. Dieses positive Signal wird der Source-Elektrode S02 des Feldeffekttransistors FET2 zugeführt, so daß dieser eingeschaltet wird* Folglich gelangt von der Drain-Elektrode DR2 ein Ausgangssignal zum Addierer 16-3, so daß dieser Addierer ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Strom entspricht, den man durch synchrones Gleichrichten (Vollweggleichrichtung) des Ausgangssignals des Multiplizierers 14 in Übereinstimmung mit dem Referenzsignal S1, d.h. mit sinQ)t erhält.
Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Detektor oder Fühler ein Resolver ist oder ein "Inductsyn", das ein phasenmoduliertes Signal erzeugt, für den Detektor oder Fühler verwendet wird, um ein Positionssignal und ein Geschwindigkeitssignal zu erlangen, ist es nicht erforderlich, einen Tachogenerator zu benutzen, um das Geschwindigkeitssignal wie in herkömmlichen Geschwindigkeitsregelanordnungen abzuleiten..
Da weiterhin bei der erfindungsgemäßen Anordnung das vom Detektor oder Fühler erzeugte phasenmodulierte Signal dem einen Eingang eines Multiplizierers zugeführt wird, nimmt man eine synchrone Gleichrichtung des Ausgangssignals des Multiplizierers vor und führt dann das synchron gleichgerichtete Signal der Sinuswicklung bzw. Kosinuswicklung, des Synchronmotors zu. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuer- oder Regelanordnung als analoge Schaltung aufzubauen, die wesentlich einfacher als bekannte Steuer- oder Regelanordnungen dieser Art ist.

Claims (8)

  1. Patentanwälte
    Reichelu-Reichel "'-..': ΊΊ-.,:-: -2228 .
    6 Frankfurt a. M. 1 - -:- ■--"--■" " :3123091 Parksiraßel3
    TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan und KABUSHIKI KAISHA TOEI DENKI SEISAKUSHO, Tokio, Japan
    Patentansprüche
    TJ" Geschwindigkeitsregelanordnung für einen Synchronmotor mit zwei Statorwicklungen, die elektrisch und mechanisch um 90° gegeneinander versetzt sind, und mit einem Rotor, gekennzeichnet durch:
    eine vom Rotor (20A-3) angetriebene Einrichtung (21; 21A) zum Erzeugen eines phasenmodulierten Signals, das eine den Drehwinkel des Rotors darstellende Komponente enthält,
    einen Geschwindigkeitssignalumsetzer (15) zur Bildung eines Signals, das einem Differential des Drehwinkels entspricht, ·
    eine Einrichtung (11-1) zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssollsignals, das einer Drehgeschwindigkeit des Rotors entspricht,
    eine Einrichtung (12) zum Erzeugen eines Fehlersignals, das der Differenz zwischen dem vom Geschwindigkeitssignalumsetzer gebildeten Signal und dem Geschwindigkeitssollsignal entspricht,
    einen Multiplizierer (14) zum Multiplizieren des phasenmodulierten Signals mit dem Fehlersignal,
    eine Einrichtung (23) zum Erzeugen von zwei Referenzsignalen mit einer gegenseitigen Phasendifferenz von 90° und
    eine Synchrongleichrichtereinrichtung (16, 18) zum Gleichrichten des Ausgangssignals des Multiplizierers (14) in Übereinstimmung mit den Referenzsignalen zum Erzeugen von Strömen, die den Statorwicklungen (20A-1, 20A-2) des Motors (20; 20A) zugeführt werden.
  2. 2. Geschwindigkeitsregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phaseneinsteller (22; 24) zwischen den Multiplizierer (14) und die Einrichtung (21; 21A) zum Erzeugen des phasenmodulierten Signals geschaltet ist.
  3. 3. Geschwindigkeitsregelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitssignalumsetzer (15) enthält: ein Differenzierglied (15-1)» dem das phasenmodulierte Signal zugeführt wird, eine Wellenformerschaltung (15-2), die an den Ausgang des Differenzierglieds angeschlossen ist, einen selektiven Verstärker (15-3), der die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Differenzierglieds und dem Ausgangssignal der Wellenformerschaltung verstärkt, und einen Synchrongleichrichter (15-5), der das Ausgangssignal des selektiven Verstärkers in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Wellenformerschaltung gleichrichtet.
  4. 4. Geschwindigkeitsregelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (11-2), die während einer Periode den Drehwinkel des Rotors berechnet, und einen Digital-Analog-Umsetzer (11-3), der das Ausgangssignal der Recheneinheit in eine analoge Größe umsetzt, die der Einrichtung (12) zum Erzeugen des Fehlersignals zugeführt wird,
  5. 5. Geschwindigkeitsregelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (20A) einen Rotor (20A-3) mit einem Permanentmagneten enthält, daß die stationären Wicklungen eine Sinuswicklung (20A-1) und eine Kosinuswicklung (20A-2) enthalten, die elektrisch und mechanisch um 90° gegeneinander versetzt sind, und daß die Einrichtung zum Erzeugen des phasenmodulierten Signals einen Resolver (21A) mit zwei Statorwicklungen (21A-1, 21A-2), die von den Referenzsignalen erregt werden, und mit einer Rotorwicklung (21A-3) aufweist, die durch den Rotor (20A-3) des Motors (20A) gedreht wird, um das phasenmodulierte Signal zu erzeugen.
  6. 6. Geschwindigkeitsregelanordmang nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnets daß zwischen die Synchrongleichrichtereinrichtung (16, 18) und jeweils eine der Statorwicklungen (20A-1, 20A-2) ein Leistungsverstärker (17, 19) geschaltet ist, der enthält: einen Stromsteuerverstärker (17-2), der an einen Ausgangsanschluß der Synchrongleichrichtereinrichtung angeschlossen ist, einen Impulstreitenmodulator (17-3), der das Ausgangssignal des Stromsteuerverstärkers einer Impulsbreitenmodulation unterzieht, und einen Stromfühler (17-4), der zwischen den Impulsbreitenmodulator und die eine Statorwicklung geschaltet ist, um den erfaßten Strom zu einem Eingangsanschluß des Stromsteuerverstärkers zurückzuführen,
  7. 7- Geschwindigkeitsregelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phaseneinsteller (24) enthält; einen Operationsverstärker (24-9), dessen einem-Eingangsanschluß das phasenmodulierte Signal über einen Widerstand (24-1) zugeführt wird, eine diesem Widerstand (24-1) parallelgeschaltete Reihenschaltung aus einem veränderbaren Widerstand (24-2) und einem Kondensator (24-3) und eine Rückführschaltung (24-6, 24-7, 24-8), die zwischen den Ausgangsanschluß und den Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (24-9) geschaltet ist.
  8. 8. Geschwindigkeitsregelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch geken η ζ e i c h η e t , daß die Synchrongleichrichtereinrichtung enthält: einen ersten Verstärker (16-1) zum Verstärken des einen Referenzsignals, einen zweiten Verstärker (16-2) zum Verstärken des Ausgangssignals des Multiplizierers, einen ersten Feldeffekttransistor (FET1), dessen Gate-Elektrode mit dem Ausgang des ersten Verstärkers und dessen Source-Elektrode mit dem Ausgang des Multiplizierers verbunden ist, einen zweiten Feldeffekttransistor (FET2), an dessen Gate-Elektrode das andere Referenzsignal gelegt ist und dessen Source-Elektrode mit dem
    Ausgang des zweiten Verstärkers verbunden ist, und einen Addierer (16-3), an den die Ausgangssignale gelegt sind, die an den Drain-Elektroden des ersten und des zweiten Peldeffekttransistors auftreten.
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