DE3209394C2 - Circuit arrangement for a brushless direct current motor - Google Patents

Circuit arrangement for a brushless direct current motor

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DE3209394C2 DE19823209394 DE3209394A DE3209394C2 DE 3209394 C2 DE3209394 C2 DE 3209394C2 DE 19823209394 DE19823209394 DE 19823209394 DE 3209394 A DE3209394 A DE 3209394A DE 3209394 C2 DE3209394 C2 DE 3209394C2
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Gerhard Dipl.-Ing. 7900 Ulm Schaub
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Georg Schick Dental 7957 Schemmerhofen De GmbH
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Georg Schick Dental 7957 Schemmerhofen De GmbH
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting
    • H02P6/22Arrangements for starting in a selected direction of rotation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Permanentmagnet-Rotor und einer feststehenden mehrpoligen Ankerwicklung mit mehreren, gleichmäßig am Umfang versetzten Wicklungssträngen, die über eine eine Lagesteuerung des Rotors bewirkende digitale Ansteuerschaltung an eine Gleichspannungsquelle anschaltbar sind. Gemäß der Erfindung weist diese Ansteuerschaltung zum Zwecke des schnellstmöglichen Einspringens des Motors in den gewünschten lagegesteuerten Betrieb eine erste Vergleicherschaltung auf, die nach Anschaltung der Gleichspannungsquelle an zunächst einem ersten Wicklungsstrang des Motors prüft, ob danach das in der richtigen Drehrichtung erwartete, aus dem im Motor induzierten Spannungen abgeleitete Lagesignal auftritt und, falls dies zutrifft, den dem ersten Wicklungsstrang in der gewünschten Drehrichtung benachbarten Wicklungsstrang strommäßig beaufschlagt. Ansonsten prüft nach einer vorgegebenen Zeit eine zweite Vergleicherschaltung anhand des eingegangenen Lagesignals, in welchem Winkelsektor sich der Rotor befindet. Danach schaltet sie den in die gewünschte Drehrichtung beschleunigten Wicklungsstrang an die Versorgungsspannung, wobei bei Ausbleiben eines auswertbaren Signals der dem ersten Wicklungsstrang in der gewünschten Drehrichtung benachbarte Wicklungsstrang strommäßig beaufschlagt wird.The invention relates to a brushless DC motor with a permanent magnet rotor and a stationary multi-pole armature winding with several evenly offset winding strands that can be connected to a DC voltage source via a digital control circuit that controls the position of the rotor. According to the invention, this control circuit has a first comparator circuit for the purpose of enabling the motor to jump into the desired position-controlled operation as quickly as possible, which, after connecting the DC voltage source to a first winding phase of the motor, checks whether what is expected in the correct direction of rotation is then the one in the motor induced voltages derived position signal occurs and, if this is the case, applied to the winding phase adjacent to the first winding phase in the desired direction of rotation in terms of current. Otherwise, after a predetermined time, a second comparator circuit uses the received position signal to check the angular sector in which the rotor is located. It then switches the winding phase accelerated in the desired direction of rotation to the supply voltage, with current being applied to the winding phase adjacent to the first winding phase in the desired direction of rotation if there is no evaluable signal.

Description

Die Erfindung betrifft «:ine Schaltungsanordnung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a circuit arrangement for a brushless direct current motor according to the preamble of claim 1.

Es wird dabei in erster Linie an Motoren gedacht, die in der Dentaltechnik eingesetzt weiden. Bei solchen zahntechnischen Elektromotoren kann es sich beispielsweise um Antriebe für ein in einem zahnlechnischen Handstück gelagertes Werkzeug handeln. Als Werkzeuge kommen Bohrwerkzeuge. Schleifwerkzeuge oder dergl.. z. B. zum Bearbeiten von Zahnprothesen, in Frage. It is primarily thought of motors that are used in dental technology. In such Dental electric motors can be, for example, drives for a dental technology Handle the tool stored in the handpiece. Drilling tools are used as tools. Grinding tools or the like .. z. B. for processing dentures in question.

Bei solchen kollektorlosen Gleichstrommotoren besteht das Problem, daß eine Einrichtung vorgesehen sein muß, die ein Anlaufen des Rotors in einer bestimmten Drehrichtung gewährleistetSuch brushless DC motors have a problem that a device is provided must be that ensures that the rotor starts up in a certain direction of rotation

Bti einer in der Zeitschrift »Elektronik 1971/123« erwähnten bekannten Steuerschaltung wird zur Erzielung eines günstigen Anlaufdrehmomentes des Motors und zur Festlegung einer bestimmten Drehrichtung ein über einen begrenzten Anlauf-Drehzahlbereich wirksamer Hilfkollektor verwendet, der in Abhängigkeit von der Stellung des Rotors jeweils nur die Ansteuerung eines bestimmten Wicklungsstranges erlaubt und dadurch eine bestimmte Drehrichtung festgelegt. Diese bekannte Einrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß sie mechanisch beanspruchte und daher einer Abnutzung unterworfene und Reibung verursachende Teile aufweist.B t i a known control circuit mentioned in the magazine "Electronics 1971/123" is used to achieve a favorable starting torque of the motor and to determine a certain direction of rotation, an effective over a limited starting speed range, which depends on the position of the rotor only the control of a certain winding phase is allowed and thus a certain direction of rotation is determined. However, this known device has the disadvantage that it has mechanically stressed and therefore subject to wear and friction causing parts.

Bei einer weiteren aus DE-AS 20 63 351 bekannten Einrichtung wird der mechanische Hilfskollektor durch einen berührungsfreien elektronischen Hilfskollektor ersetzt. Ein solcher elektronischer Hilfkollektor erfordert jedoch einen nicht unbeträchtlichen fertigungs- und schaltungstechnischen Aufwand, der die Steuerschaltung verteuert.In another device known from DE-AS 20 63 351, the mechanical auxiliary collector is through replaced a non-contact electronic auxiliary collector. Such an electronic auxiliary collector requires however, a not inconsiderable manufacturing and circuit engineering expense that the control circuit expensive.

Aus der DE-PS 12 93 320 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der mittels zu einer Kent verbundener Steuerstufen erreicht wird, daß der Motor in der gewünschton Drehrichtung anläuft. Dabei wird jede Steuerstufe über ein erstes RC-GWed einheitlicher Bemessung mit der nachfolgenden Steuerstufe und über ein zweites /?C-Glied einheitlicher, aber von den ersten /?C-Gliedern verschiedener Bemessung mit der vorangehenden Steuerstufe verbunden. Mit einer solchen Steuerschaltung können zwar mechanische oder elektronische Hilfskollektoren vermieden werden, es sind jedoch auch zusätzliche Bauelemente erforderlich, welche kostspielig sind und welche einer Justierung bedürfen. Außerdem wäre die Toleranzanfälligkeit dieser zusätzlichen Bauelemente als Nachteil zu berücksichtigen. Auch ist die Verwendung von /?C-Gliedern wegen ihrerFrom DE-PS 12 93 320 a circuit arrangement is known in which it is achieved by means of control stages connected to a Kent that the motor starts up in the desired direction of rotation. Each tax level is connected to the following tax level via a first RC-GWed uniform assessment and via a second /? C element more uniform, but with different assessment from the first /? C elements, to the previous tax level. With such a control circuit, mechanical or electronic auxiliary collectors can be avoided, but additional components are also required, which are expensive and which require adjustment. In addition, the susceptibility of these additional components to tolerances would have to be taken into account as a disadvantage. Also the use of /? C terms is because of them

Frequenz- und damit Drehzahlabhängigkeit nur in einem begrenzten Drehzahlbereich möglich.Frequency and thus speed dependency only possible in a limited speed range.

Da jedoch nach dem Einschalten und vor dem Anlaufen des Motors eine Aufladung der Kondensatoren über Widerstände erfolgt, ist somit durch diese zeitverzögernden Bauelemente ein schnelles lageabhängig gesteuertes Anlaufen verhindert.However, since the capacitors are overcharged after switching on and before the motor starts up Resistance occurs, is thus a fast position-dependent controlled by these time-delaying components Prevents tarnishing.

Schließlich ist durch die DE-OS 30 12 833 eine Schaltungsanordnung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Permanentmagnet-Rotor und mit einer feststehenden mehrpoligen Ankerwicklung mit mehreren gleichmäßig am Umfang versetzten Wicklungssträngen bekannt, bei der die Winkellage des Rotors durch die in den Wicklungssträngen induzierte Spannung ermittelt ist und die Wicklungsstränge nacheinander über eine von der Lage des Rotors abhängig gesteuerte digitale Ansteuerschaltung an eine Gleichspannungsquelle anschaltbar sind und vor Anlaufbeginn ein erster Wicklungsstrang erregt ist.Finally, DE-OS 30 12 833 describes a circuit arrangement for a brushless DC motor with a permanent magnet rotor and with a Fixed multi-pole armature winding with several winding strands evenly offset on the circumference known in which the angular position of the rotor is induced by that in the winding phases Voltage is determined and the winding phases one after the other depending on the position of the rotor Controlled digital control circuit can be connected to a DC voltage source and before start-up a first winding phase is excited.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorausgesetzte An-The object of the invention is to

bo Ordnung derart auszubilden, daß der Motor möglichst schnell in einer gewünschten Drehrichtung lagegesteuert werden kann.bo order in such a way that the engine as possible can be quickly position-controlled in a desired direction of rotation.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches I gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim I.

hri Zur Durchführung dieser Signalauswertiing und Schaltung der Wicklungsstränge des Motors benutzt man zweckmäßigerweise einen Mikroprozessor. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß derh r i To perform this Signalauswertiing circuit and of the phase windings of the motor to use conveniently a microprocessor. In this context it should be noted that the

Einsatz von Mikroprozessoren für Signalverarbeitung ;n Antriebsregelungen aus »Regelungstechnik Praxis« 1978, Seite 355/359 an sich bekannt ist.Use of microprocessors for signal processing ; n Drive controls are known per se from »Control Engineering Practice« 1978, page 355/359.

Weiterhin ist die Ansteuerschaltung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet, daß bei einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen des zweiten Vergleichsvorganges der Motor abgeschaltet wird, um eine Überlastung zu vermeiden; dies kann insbesonderen bei blockierter Motorwelle der Fall sein.Furthermore, the control circuit is designed according to a development of the invention so that at a certain number of repetitions of the second comparison process, the motor is switched off is used to avoid overload; this can be the case in particular when the motor shaft is blocked.

Das Prinzip- der Erfindung sowie ein Ausführungsbeispiel soll nun an Hand der Zeichnungen an einem Schaltbild erläutert werden. InThe principle of the invention and an embodiment will now be explained on the basis of the drawings using a circuit diagram. In

F i g. 1 ist zunächst eiü Blockschaltbild gezeichnet, aus dem das Prinzip der Erfindung hervorgeht. InF i g. 1 is initially drawn from a block diagram from which the principle of the invention emerges. In

Fig.2 ist ein Schaltbild der wesentlichen Teile der Ansteuerschaltung gezeichnet, während in denFig.2 is a circuit diagram of the essential parts of the Control circuit drawn while in the

F i g. 3,4 und 5 Teilschaltbilder vom Mikroprozessor, vom Nulldurchgangsschalter und von einer Einrichtung zur Erzeugung der Steuerimpulse für die WLklungseinschaltung wiedergegeben sind.F i g. 3, 4 and 5 partial circuit diagrams from the microprocessor, from the zero-crossing switch and from a device for generating the control pulses for the WLklungseinschalt are reproduced.

Gemäß dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ist das Netzgerät, welches an eine 220 V-Wechselspannungsquelle angeschlossen wird, mit 1 bezeichnet. An dieses Netzgerät, das auch noch einen weiteren Ausgang für eine Spannungsquelle ±5 V und +10V aufweist, ist ein Spannungsteiler 2 angeschlossen, welcher eine positive und negative, dem Betrag nach gleich große Gleichspannung von 10—40 V abgeben kann. Die Ladekondensatoren dieses Spannungssteller sind herausgezeichnet und mit 3 bezeichnet.According to the block diagram of FIG. 1 is the power supply unit, which is connected to a 220 V AC voltage source is connected, denoted by 1. To this power supply unit, which also has another output for a Voltage source has ± 5 V and + 10V, a voltage divider 2 is connected, which has a positive and negative DC voltages of 10-40 V of equal magnitude. The charging capacitors these voltage regulators are drawn out and labeled 3.

Der an diese Spannungsquelle anzuschließende Motor 6 besteht aus zwei um 90° gegeneinander versetzten Statorwicklungen 7 und 8 und dem drehbaren Dauermagnet-Anker oder Rotor 9. Die beiden Wicklungen 7 und 8 des Motors 6 sind jeweils über dreipolige Schalter 4 und 5 an den Ausgang des Spannungssteller 2 anschaltbar. Die Mittelstellungen der Schalter 4 und 5 sind Leerlaufstellungen, während die Statorwicklungen 7 und 8 in den beiden Endstellungen der Schalter 4 und 5 entweder mit dem Plus-Pol oder dem Minus-Pol der dem Spannungssteller 2 entnommenen Versorgungsspannung angeschaltet sind. The motor 6 to be connected to this voltage source consists of two mutually offset by 90 ° Stator windings 7 and 8 and the rotatable permanent magnet armature or rotor 9. The two windings 7 and 8 of the motor 6 can each be connected to the output of the voltage regulator 2 via three-pole switches 4 and 5. The middle positions of switches 4 and 5 are idle positions, while the stator windings 7 and 8 in the two end positions of the switches 4 and 5 either with the plus pole or the minus pole of the the supply voltage taken from the voltage regulator 2 are switched on.

Die Wicklungen 7 und 8 des Motors 6 sind weiterhin noch mit ihrem heißen Pol mit einer Abfrageschaltung 11 verbunden, und zwar mit den Nulldurchgangsschaltern 12 dieser Abfrageschaltung 11, welche andererseits zu einem Mikroprozessor 10 führen. Vom Mikroprozessor 10 gehen dann auch Steuerleitungcn aus, welche über die Operationsverstärker 13 und die Leitungen 14 und 15 die Betätigung der Schalter 4 und 5 bewirken.The windings 7 and 8 of the motor 6 are still with their hot pole with an interrogation circuit 11 connected, to be precise with the zero crossing switches 12 of this interrogation circuit 11, which on the other hand lead to a microprocessor 10. From the microprocessor 10 then also control lines go out, which Activate the switches 4 and 5 via the operational amplifier 13 and the lines 14 and 15.

Wenngleich die Schalter 4 und 5 in dem Blockschaltbild der Fig. 1 als mechanischer Schalter gezeichnet sind, so werden jedoch hierfür sehr viel schneller schaltende Halbleiterschalter, insbesondere Transistoren benutzt. Although the switches 4 and 5 are drawn in the block diagram of FIG. 1 as a mechanical switch are, however, semiconductor switches that switch much faster, in particular transistors, are used for this purpose.

Der Start und Stop des Motors 6 erfolgt über Schalter 18 und 19, die zum Mikroprozessor führen.The start and stop of the motor 6 takes place via switches 18 and 19, which lead to the microprocessor.

Beim Start durch Einlegen des Schalters 18 hat der Rotor 9 des Motors 6 eine beliebige Lage. Wenngleich am Mikroprozessor noch ein weiterer Schalter 28 vorgesehen ist, durch dessen Einschalten beispielsweise ein Rechtslauf des Motors vorgeschrieben wird, so besteht die Möglichkeit, daß der Motor doch zunächst mit einem Linkslauf beginnt, je nachdem welche zufällige Stellung der Rotor bezüglich der zuerst besiromten Wicklung besitzt. Um nun ein schnellstmögliches Einspringen des Motors in den gewünschten lagegesteuerten Betrieb zu erreichen, wird erfindungsgemiiß beim Einlegen des Schalters 18 über den Mikropozessor 10 zunächst eine Wicklung, beispielsweise die Wicklung 7 durch einen kurzzeitigen Impuls erregt. Anschließend geht der Schalter 4 sofort auf die Leerlaufstellung. So-When starting by inserting the switch 18, the rotor 9 of the motor 6 has any position. Although Another switch 28 is provided on the microprocessor, for example when it is switched on Clockwise rotation of the engine is prescribed, so there is the possibility that the engine will start with a Counter-clockwise rotation begins, depending on the random position of the rotor with respect to the first one Owns winding. In order to enable the motor to jump into the desired position-controlled position as quickly as possible To achieve operation, according to the invention, when the switch 18 is inserted via the microprocessor 10 first a winding, for example the winding 7 excited by a brief pulse. Afterward switch 4 immediately goes to the idle position. So-

■i fern die kurzzeitige Erregung zu einer Drehbewegung des Rotors geführt hat. werden in den beiden Wicklungen 7 und 8 Spannungen induziert, welche Über die dafür vorgesehenen Leitungen der Abfrageschallung 11 zugeführt werden. Eine erste digitale Vergleicherschaltung prüft nun, ob das von der Abfrageschaltung 11 gelieferte Signal demjenigen entspricht, welches bei stationärem lagegesteuertem Betrieb in der gewünschten Drehrichtung nach Bestromung der Wicklung 7 eintreffen würde. 1st dies der Fall, befindet sich der Motor schon jetzt im lagegesteuerten Betrieb in der gewünschten Drehrichtung und die weiteren Stromimpulse werden nur noch lageabhängig geschaltet, was einen schnellen Anlauf des Motors bewirkt.
Tritt das oben beschriebene Signal während einer bestimmten Vergleichszeit nicht auf, prüft eine zweite digitale Vergleicherschaltung anhand des zuletzt eingegangenen Signals nach, in welchen der vier vor der Abfrageschaltung unterscheidbare Quadranten sich der Rotor befindet und schaltet den entsprechenden Wicklungsstrang so gepolt an die Versorgungsspannung, daß der Rotor aus semer ermittelten Position heraus in der gewünschten Drehrichtung beschleunigt wird. Wird ein auswertbares Signal, z. B. wegen Blockierung des Rotors oder weil sich der Rotor zufällig in der Lage befindet, ist die er bei Bestromung der Wicklung 7 gezogen wird, während einer vorgegebenen Vergleichszeit nicht gefunden, so wird die Wicklung 8 so gepolt an die Versorgungsspannung geschaltet, daß gegenüber der Position, in die der Rotor bei der vorherigen Bestromung der Wicklung 7 gezogen wurde, eine 90°-Bewegung in die gewünschte Drehrichtung ausgelöst wird. Danach wird wiederum die oben beschriebene Signalprüfung in der ersten Vergleicherschaltung durchgeführt usw.
■ i far the short-term excitation has caused the rotor to rotate. voltages are induced in the two windings 7 and 8, which are fed to the interrogation sound system 11 via the lines provided for this purpose. A first digital comparator circuit now checks whether the signal supplied by the interrogation circuit 11 corresponds to that which would arrive in the desired direction of rotation after the winding 7 was energized in stationary position-controlled operation. If this is the case, the motor is already in position-controlled operation in the desired direction of rotation and the other current pulses are only switched depending on the position, which causes the motor to start up quickly.
If the signal described above does not occur during a certain comparison time, a second digital comparator circuit uses the most recently received signal to check in which of the four quadrants the rotor is located in front of the interrogation circuit and connects the corresponding winding phase to the supply voltage in such a way that the The rotor is accelerated from its determined position in the desired direction of rotation. If an evaluable signal, e.g. B. because of blocking of the rotor or because the rotor is accidentally in the position that it is drawn when current is supplied to the winding 7, not found during a predetermined comparison time, the winding 8 is connected to the supply voltage with such polarity that compared to the Position in which the rotor was pulled when the winding 7 was previously energized, triggering a 90 ° movement in the desired direction of rotation. The signal test described above is then carried out again in the first comparator circuit, and so on.

Ist der Signalvergleich in der ersten Vergleicherschaltung mehrmals erfolglos, wird also während einer Anlaufphase mehrmals die /weite Vergleicherschaltung eingeschaltet, so wird der Motor nach einer einstellbaren Zeit von Wiederholungen des zweiten Vergleiches abgeschaltet, weil er sonst überlastet werden könnte.Is the signal comparison in the first comparator circuit several times unsuccessful, so the / wide comparator circuit is several times during a start-up phase switched on, the motor is switched on after an adjustable period of repetitions of the second comparison switched off because otherwise it could be overloaded.

Um ein Einspringen des Motors in den lagegesteuerten Betrieb möglichst schon nach dem ersten Stromimpuls zu erreichen, ist es zweckmäßig, den Motor nach dem Abbremsen bei Stillstand durch kurzes, schwaches Bestromen einer Wicklung in einer definierten Stellung anzuhalten. Dies wird in idealer Weise durch Einsatz eines Triacs in der Bremseinrichtung 26 gemäß Fig. 2 erzielt. Nach Stillstand des Motors ist die Spannung an der Wicklung 8 null geworden. Wird der Gatestrom des Triacs über den Stillstand hinaus für etwa 1 Sekunde gehalten, so fließt dieser wegen der Stromdurchlässigkeit des Gate zu beiden Anoden A\ und A2, ein Teil des Gatestromes fließt also über Ai durch die Motorwicklung 8 und hält den Anker in einer definierten Lage fest. Durch Abschalten des Stromes nach ca. 1 Sekunde kannIn order to enable the motor to jump into position-controlled operation as soon as possible after the first current pulse, it is advisable to stop the motor in a defined position after braking at a standstill by briefly, weakly energizing a winding. This is achieved in an ideal way by using a triac in the braking device 26 according to FIG. 2. After the motor has come to a standstill, the voltage on winding 8 has become zero. If the gate current of the triac is held for about 1 second beyond the standstill, it flows to both anodes A \ and A2 because of the current permeability of the gate, so part of the gate current flows via Ai through the motor winding 8 and keeps the armature in a defined position Location fixed. By switching off the power after approx. 1 second, you can

bo Steuerenergie gespart werden. Wird nun beim Start des Motors die der Festhalteposition in der gewünschten Drehrichtung folgende Wicklung zuerst bestromt, so geht der Motor sofort in den lagegesteuerten Betrieb über.bo tax energy can be saved. When starting the Motor first energizes the winding following the holding position in the desired direction of rotation, see above the motor immediately goes into position-controlled operation.

M Man erreicht auf diese Weise, daß der Motor in der Anlaufphase in äußerst kurzer Zeit in der gewünschten Drehrichtung anläuft.
Aus dem Blockschaltbild der F i g. 1 ist weiterhin noch
M One achieves in this way that the motor starts up in the start-up phase in the desired direction of rotation in an extremely short time.
From the block diagram of FIG. 1 is still

die Drehzahlregelung zu erkennen. Die gewünschte Drehzahl wird an einem Potentiometer 20 eingestellt, die abgegriffene Analogspannung wird in einem Analog-Digital-Wandler 21 digitalisiert und dem Mikroprozessor 10 zugeführt. Dort erfolgt der Vergleich dieser Solldrehzahl mit der Istdrehzahl. Durch vom Mikroprozessor erfolgte Steuerung des Spannungsteilers 2 entsprechend der Solldrehzahl über einen Digital-Analcg-Wandler 22 und eine Phascnanschnitischahung 23 wird die Ausgangsspannung des Spannungsteilers 2 so vor- 1« gegeben, daß den Statorwicklungen 7 und 8 des Motors 6 Spannungen zugeführt werden, die stets etwas größer als der Scheitelwert der induzierten EMK sind.to recognize the speed control. The desired speed is set on a potentiometer 20, the tapped analog voltage is digitized in an analog-to-digital converter 21 and transferred to the microprocessor 10 supplied. This is where this setpoint speed is compared with the actual speed. Through from the microprocessor The voltage divider 2 was controlled according to the target speed via a digital-to-analog converter 22 and a phase interface 23, the output voltage of the voltage divider 2 is provided in this way. given that the stator windings 7 and 8 of the motor 6 voltages are supplied which are always slightly larger than the peak value of the induced emf.

Aus dem deiailierten Schaltbild der F i g. 2 ist der Aufbau des Spannungssteller 2 näher zu erkennen. An die Schaltung des zwei Triacs enthaltenden Spannungssteller 2 schließt sich ein Schaltungsteil 17 für die Entladung der Ladekondesatoren 3 an; anschließend folgen die Treiberstufen 24 und die in Darlingtonschaltung geschalteten Leistungsschalter 25. Über diese Leistungsschalter 25 werden dann die Statorwicklungen 7 und 8 des Motors 6 mit Strom beaufschlagt.From the detailed circuit diagram of FIG. 2 the structure of the voltage regulator 2 can be seen in more detail. To the Circuit of the voltage regulator containing two triacs 2 is followed by a circuit part 17 for discharging the charging capacitors 3; then follow the driver stages 24 and the circuit breaker 25 connected in Darlington circuit. Via these circuit breakers 25 the stator windings 7 and 8 of the motor 6 are then supplied with current.

In F i g. 2 ist schließlich noch die Schaltung 26 für die bereits erläuterte Bremseinrichtung des Motors gezeichnet. Außerdem enthält die Schaltung nach F i g. 2 noch einen vom Netztransformator gespeisten Spannungsregler 27, der die Spannungen für die Operationsverstärker und den Mikroprozessor liefert.In Fig. 2 is finally the circuit 26 for the already explained braking device of the engine drawn. In addition, the circuit of FIG. 2 another voltage regulator 27 fed by the mains transformer, which supplies the voltages for the operational amplifiers and supplies the microprocessor.

Als Mikroprozessor wird der im Handel befindliche unter der Typenbezeichnung 8048 bekannte Mikropro- jo zessor eingesetzt, dessen Beschallung sich aus Fig. 3 ergibt.The microprocessor that is commercially available under the type designation 8048 is used as the microprocessor processor used, the sound system is shown in FIG.

In Fig.4 ist die Schaltung für die im Blockschaltbild der Fig.) eingezeichneten Nulldurchgangsschaltung wiedergegeben und schließlich ergibt sich aus dem Teil- jj schaltbild nach F i g. 5 die Schaltung für die Steuerimpulse zur Wicklungseinschaltung.In Figure 4 is the circuit for the in the block diagram The zero-crossing circuit shown in FIG circuit diagram according to FIG. 5 shows the circuit for the control pulses for switching on the winding.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

4545

5555

6060

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Permanentmagnet-Rotor und mit einer feststehenden mehrpoligen Ankerwicklung mit mehreren gleichmäßig am Umfang versetzten Wicklungssträngen, bei der die Winkellage des Rotors durch die in den Wicklungssträngen induzierte Spannung ermittelt ist und die Wicklungsstränge nacheinander über eine von de* Lage des Rotors abhängig gesteuerte digitale Ansteuerschaltung aii eine Gleichspannungsquelle anschaltbar sind und vor Anlaufbeginn ein erster Wicklungsstrang erregt ist, gekennzeichnet durch eine erste Vergleichseinrichtung, die nach kurzzeitiger Erregung eines ersten Wicklungsstranges prüft, ob das in der gewünschten Drehrichtung erwartete Lagesignal auftritt, und danach den dem ersten Wicklungsstrang in der gewünschten Drehrichtung benachbarten Wicklungsstrang erregt, sowie eine zweite Vergleichseinrichtung, die nach erfolglosem ersten Vergleichsvorgang mit dem eingegangenen Lagesignal prüft, in welchem Winkelsektor der Rotor steht und danach den zum Anlauf in der gewünschten Drehrichtung erforderlichen Wicklungsstrang erregt, wobei bei Ausbleiben eines auswertbaren Lagesignals der dem ersten Wicklungsstrang in der gewünschten Drehrichtung benachbarte Wicklungsstrang erregt wird.1. Circuit arrangement for a brushless direct current motor with a permanent magnet rotor and with a fixed multi-pole armature winding with several evenly on the circumference offset winding strands, in which the angular position of the rotor is determined by the in the winding strands induced voltage is determined and the winding phases one after the other over one of the * position of the Rotor-dependent controlled digital control circuit aii a DC voltage source can be connected and a first winding phase is excited before starting, characterized by a first comparison device which, after briefly energizing a first winding phase, checks whether the position signal expected in the desired direction of rotation occurs, and then that of the first winding phase energized adjacent winding phase in the desired direction of rotation, as well as one second comparison device, which after an unsuccessful first comparison process with the received The position signal checks the angular sector in which the rotor is positioned and then the one in which it is required to start up Direction of rotation required winding phase energized, with the absence of an evaluable Position signal of the one adjacent to the first winding phase in the desired direction of rotation Winding phase is excited. 2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung einen Mikroprozessor enthält, welcher aufgrund der Lageermittlung des Rotors das Schalten der Statorwicklungen (7,8) bewirkt.2. Collectorless direct current motor according to claim 1, characterized in that the control circuit contains a microprocessor which, based on the determination of the position of the rotor, performs the switching the stator windings (7,8) causes. 3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung so ausgebildet ist, daß nach einer einstellbaren Anzahl von Wiederholungen des /weiten Vergleichsvorganges der Motor abgeschaltet wird.3. Brushless DC motor according to claim 1 or 2, characterized in that the Control circuit is designed so that after an adjustable number of repetitions of / widen Comparison process the motor is switched off. 4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Bremsschaltung versehen ist, welche nach seinem Abbremsen bei Stillstand eine kurze schwache Bestromung eines Wicklungsstranges bewirkt. 4. Brushless DC motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is provided with a braking circuit, which after its braking at a standstill a short causes weak energization of a winding phase. 5. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsschaltung einen dem Wicklungsstrang einen Widerstand parallel schaltenden Triac aufweist, dessen Steuerstrom teilweise über den Wicklungsstrang fließt.5. Commutatorless direct current motor according to claim 4, characterized in that the braking circuit has a parallel-switching triac to the winding phase, whose Control current partially flows through the winding phase.
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