DE3831633A1 - Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors - Google Patents

Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors

Info

Publication number
DE3831633A1
DE3831633A1 DE3831633A DE3831633A DE3831633A1 DE 3831633 A1 DE3831633 A1 DE 3831633A1 DE 3831633 A DE3831633 A DE 3831633A DE 3831633 A DE3831633 A DE 3831633A DE 3831633 A1 DE3831633 A1 DE 3831633A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
torque
arrangement
motors
brushless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE3831633A
Other languages
German (de)
Inventor
Guenther Riehl
Wolfgang Weissenberger
Thomas Zieglmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidolph Elektro GmbH and Co KG
Original Assignee
Heidolph Elektro GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heidolph Elektro GmbH and Co KG filed Critical Heidolph Elektro GmbH and Co KG
Priority to DE3831633A priority Critical patent/DE3831633A1/en
Publication of DE3831633A1 publication Critical patent/DE3831633A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
    • 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
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

Landscapes

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

Abstract

In an arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors having pulse-width-modulated armature voltage (rotational-speed variation), in which a sensor resistor is provided for limiting the torques, the intention is, with low expenditure, and taking into account rotational-speed variations, to be able to determine the corresponding torques exactly by it being possible to rectify the voltage drop across the sensor resistor (2) by means of an ideal rectifier (3) and by the output voltage of the ideal rectifier (3) forming an image of the instantaneous internal motor torque. <IMAGE>

Description

Anordnung zum Messen von Drehmomenten, insbesondere an bürstenlosen Gleichstrommotoren.Arrangement for measuring torques, in particular on brushless DC motors.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen von Drehmomenten, insbesondere an bürstenlosen Gleichstrom­ motoren mit pulsweitenmodulierter Ankerspannung, bei denen ein Sensorwiderstand zur Begrenzung der Drehmo­ mente vorgesehen ist.The invention relates to an arrangement for measuring Torques, especially on brushless direct current motors with pulse width modulated armature voltage, at which a sensor resistor to limit the torque elements is provided.

Bei bürstenlosen Gleichstrommotoren (Elektronikmotoren) ist es bekannt, daß das Drehmoment direkt proportional dem arithmetischen Mittelwert des Motorstroms ist, wo­ durch die Bestimmung des Motordrehmoments einfach und mit geringem wirtschaftlichen Aufwand durch Umwandlung des Motorstroms über einen ohmschen Widerstand (Strom­ sensorwiderstand) in eine stromproportionale Spannung erfolgen kann. Von Nachteil zeigt sich jedoch, daß bei Drehzahländerungen des Gleichstrommotors eine konstante Klemmenspannung (Zwischenkreisspannung) durch Puls­ weitenmodulation mit einer konstanten Frequenz ver­ ändert wird, wodurch sich bei der Messung des Motordreh­ moments über den arithmetischen Mittelwert ein drehzahl­ abhängiger Fehler einstellt, da der in den erforderli­ chen Freilaufdioden fließende und zur Drehmomentbildung beitragende negative Strom nicht richtig erfaßt wird.For brushless DC motors (electronic motors) it is known that the torque is directly proportional the arithmetic mean of the motor current is where by simply determining the engine torque and with little economic effort through conversion of the motor current via an ohmic resistor (current sensor resistance) into a current proportional voltage can be done. A disadvantage, however, shows that at Speed changes of the DC motor a constant Terminal voltage (DC link voltage) by pulse width modulation with a constant frequency is changed, which changes when measuring the engine speed moments above the arithmetic mean speed dependent error sets because the in the required Chen free-wheeling diodes flowing and for torque generation contributing negative current is not detected correctly.

Es ist Aufgabe der Erfindung, mit geringem wirtschaft­ lichen Aufwand bei bürstenlosen Gleichstrommotoren unter Einbeziehung von Drehzahländerungen Motordrehmo­ mente exakt zu messen. It is an object of the invention with little economy effort for brushless DC motors including engine speed changes elements to be measured exactly.  

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die am Sensorwiderstand abfallende Spannung mittels eines idealen Gleichrichters gleichrichtbar ist und daß die Ausgangsspannung des idealen Gleichrichters ein Ab­ bild des momentanen inneren Motordrehmoments bildet. Nach bevorzugter Anordnung ist vorgesehen, daß die Ausgangsspannung des Gleichrichters mittels eines Mit­ telwertbilders zu einem arithmetischen Mittelwert glättbar ist und daß der Mittelwert ein Abbild des mittleren inneren Drehmoments ergibt. Auf diese Weise sind mittels eines einfachen Spannungsmessers, z. B. eines Drehspulinstruments oder eines anderweitigen spannungsanzeigenden oder -darstellenden Instruments, wie Digitalmultimeter über den gesamten Drehzahlenbe­ reich Drehmomentmessungen und zwar bis zu einem maxi­ malen Fehler von ±10% möglich. Derartige Drehmoment­ bestimmungen sind insbesondere bei Laborrührern vor­ teilhaft in Anwendung bringbar, da bei diesen Geräten die Viskosität des Rührgutes eine Funktion der Dreh­ momentcharakteristik ist.According to the invention, this object is achieved that the voltage drop across the sensor resistor by means of an ideal rectifier is rectifiable and that the output voltage of the ideal rectifier on image of the current internal engine torque. According to a preferred arrangement, it is provided that the Output voltage of the rectifier using a Mit arithmetic mean is smoothable and that the mean is an image of the average inner torque. In this way are by means of a simple voltmeter, e.g. B. a moving coil instrument or otherwise voltage indicating or representing instrument, like digital multimeters over the entire speed range rich torque measurements up to a maxi paint errors of ± 10% possible. Such torque determinations are particularly necessary for laboratory stirrers Partly applicable, because with these devices the viscosity of the mix is a function of the rotation moment characteristic.

Nach weiterer Anordnung ist vorgesehen, die Ausgangs­ spannung mittels einer am Ausgang des Mittelwertbilders anliegenden Kompensationseinrichtung die Auswirkungen von Temperatureinflüssen auf das Magnetsystem und damit auf das innere Motordrehmoment zu eleminieren.According to a further arrangement, the exit voltage by means of a at the output of the averager adjacent compensation device the effects of temperature influences on the magnet system and thus to eliminate the internal engine torque.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß sich an der Kompensationsvorrichtung eine Einrichtung zur Subtraktion der Reibungs- und Eisenverluste anschließt, um so einen dem äußeren Drehmoment an der Motorwelle proportionalen Spannungswert zur Verfügung zu stellen. Die Anordnung schafft die Möglichkeit, wahlweise das innere Drehmoment bzw. das äußere Drehmoment von Gleichstrommotoren einfach erkennbar zu machen.Finally, the invention provides that a device for the compensation device Subtraction of friction and iron losses, the external torque on the motor shaft to provide proportional voltage value. The arrangement creates the possibility, either that internal torque or the external torque of Make DC motors easily recognizable.

Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 verdeutlicht.The invention is illustrated in FIGS. 1 to 4.

In den Figuren ist mit 1 ein bürstenloser Gleichstrom­ motor (Elektronikgleichstrommotor) und mit 2 ein Sen­ sorwiderstand bezeichnet. Die am Sensorwiderstand 2 anliegende Spannung ist gemäß der Fig. 1 einem idealen Gleichrichter 3 zuführbar, dessen Ausgang 4′ vermittels eines spannungsmessenden oder spannungsdarstellenden Instruments, z. B. ein ein Drehspulinstrument, ein Abbild des jeweils momentanen inneren Motordrehmoments er­ kennen läßt.In the figures, 1 denotes a brushless DC motor (electronic DC motor) and 2 a sensor resistor. The voltage applied to the sensor resistor 2 can be fed to an ideal rectifier 3 according to FIG. 1, the output 4 'of which is by means of a voltage-measuring or voltage-representing instrument, e.g. B. a a moving coil instrument, an image of the current internal engine torque, he knows.

Bei der Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 2 ist am Ausgang des idealen Gleichrichters 3 zur Glättung der Ausgangsspannung des idealen Gleichrichters 3 ein Mittelwertbilder 4 angelegt, dessen Ausgang 5 über ein spannungdarstellendes Instrument das mittlere innere Drehmoment erkennen läßt.In the embodiment of the arrangement according to FIG. 2, a mean value image 4 is applied to the output of the ideal rectifier 3 for smoothing the output voltage of the ideal rectifier 3 , the output 5 of which shows the mean internal torque via a voltage-representing instrument.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 liegt am Ausgang 5 des Mittelwertbilders 4 eine Einrichtung 6 zur Kompen­ sation von auf das Magnetsystem des Gleichstrommotors einwirkenden Temperatureinflüssen an. Über den Ausgang 7 der Kompensationseinrichtung 6 ist der Temperaturgang ausgleichbar.In the embodiment of FIG. 3, a device 6 for compensation of temperature influences acting on the magnet system of the direct current motor is present at the output 5 of the mean value generator 4 . The temperature response can be compensated for via the output 7 of the compensation device 6 .

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 schließt sich am Ausgang 7 der Kompensationseinrichtung 6 eine Einrich­ tung 8 zur Kompensation von Reibungs- und Eisen­ verlusten an. Damit ist am Ausgang 9 eine Spannung abgreifbar, die dem äußeren Motordrehmoment an der Motorwelle proportional ist.In the embodiment of FIG. 4, a device 8 for compensating for friction and iron losses follows at the output 7 of the compensation device 6 . A voltage can thus be tapped at the output 9, which voltage is proportional to the external motor torque on the motor shaft.

Claims (4)

1. Anordnung zum Messen von Drehmomenten, insbesondere an bürstenlosen Gleichstrommotoren mit pulsweitenmodu­ lierter Ankerspannung (Drehzahländerung), bei denen ein Sensorwiderstand zur Begrenzung der Drehmoments vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die am Sensorwi­ derstand (2) abfallende Spannung mittels eines idealen Gleichrichters (3) gleichrichtbar ist und daß die Aus­ gangsspannung des idealen Gleichrichters (3) ein Abbild des momentanen inneren Motordrehmoments bildet.1. Arrangement for measuring torques, in particular on brushless DC motors with pulse width modulated armature voltage (speed change), in which a sensor resistor for limiting the torque is provided, characterized in that the resistance on the sensor resistor ( 2 ) drops by means of an ideal rectifier ( 3 ) is rectifiable and that the output voltage from the ideal rectifier ( 3 ) forms an image of the instantaneous internal motor torque. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung mittels eines Mittelwertbil­ ders (4) zu einem arithmetischen Mittelwert glättbar ist und daß der Mittelwert ein Abbild des mittleren inneren Motordrehmoments bildet.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the output voltage by means of a Mittelwertbil ( 4 ) can be smoothed to an arithmetic mean and that the mean forms an image of the average internal engine torque. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung mittels eines Mittelwertbil­ ders (4) zu einem arithmetischen Mittelwert glättbar ist und daß mittels einer am Ausgang des Mittelwertbil­ ders (4) anliegenden Kompensationseinrichtung (6) die Auswirkungen von Temperatureinflüssen auf das Magnet­ system und auf das innere Motordrehmoment eleminierbar sind.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the output voltage by means of a Mittelwertbil ( 4 ) can be smoothed to an arithmetic mean and that by means of an at the output of the Mittelwertbil ders ( 4 ) applied compensation device ( 6 ) the effects of temperature influences on the magnet system and the internal engine torque can be eliminated. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Einrichtung (8) zur Subtraktion der Rei­ bungs- und Eisenverluste ein dem äußeren Motordrehmo­ ment an der Motorwelle proportionaler Spannungswert ab­ greifbar ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that a device ( 8 ) for subtracting the Rei tion and iron losses an external motor torque on the motor shaft proportional voltage value is available.
DE3831633A 1988-09-17 1988-09-17 Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors Ceased DE3831633A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3831633A DE3831633A1 (en) 1988-09-17 1988-09-17 Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3831633A DE3831633A1 (en) 1988-09-17 1988-09-17 Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3831633A1 true DE3831633A1 (en) 1990-03-22

Family

ID=6363141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3831633A Ceased DE3831633A1 (en) 1988-09-17 1988-09-17 Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3831633A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8159167B2 (en) 2008-01-29 2012-04-17 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Electronically commutated motor

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US511886A (en) * 1894-01-02 Jules garnier
DE1954089A1 (en) * 1969-10-28 1971-05-06 Siemens Ag Device for generating a quantity proportional to the torque of an induction machine
DE2144438B2 (en) * 1971-09-04 1975-08-28 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Analog torque actual value calculator for test stands
WO1980002039A1 (en) * 1979-03-27 1980-10-02 Sredneaziat Nii Prirod Gaza Method of control of process of dispersion of solid phase in a liquid phase
US4562386A (en) * 1984-01-26 1985-12-31 Performance Controls Company Current sense demodulator
US4578246A (en) * 1984-03-19 1986-03-25 Pope Lonnie H Apparatus for making soap
US4602201A (en) * 1984-06-05 1986-07-22 Westinghouse Electric Corp. PWM motor drive with torque determination
EP0208847A1 (en) * 1985-05-06 1987-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Moment feedback value formation device for a threephase synchronous machine with current block supply
WO1987001198A1 (en) * 1985-08-19 1987-02-26 Commonwealth Scientific And Industrial Research Or Method and apparatus for the determination of viscosity
CH660057A5 (en) * 1982-03-20 1987-03-13 Pfeiffer Vakuumtechnik DRIVE FOR A TURBOMOLECULAR PUMP.
US4672288A (en) * 1985-06-18 1987-06-09 Westinghouse Electric Corp. Torque controller for an AC motor drive and AC motor drive embodying the same
US4684868A (en) * 1985-10-30 1987-08-04 Westinghouse Electric Corp. Induction motor control apparatus and method for restart when rotating in shutdown
US4700116A (en) * 1985-03-29 1987-10-13 Hitachi, Ltd. System for controlling brushless DC motor

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US511886A (en) * 1894-01-02 Jules garnier
DE1954089A1 (en) * 1969-10-28 1971-05-06 Siemens Ag Device for generating a quantity proportional to the torque of an induction machine
DE2144438B2 (en) * 1971-09-04 1975-08-28 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Analog torque actual value calculator for test stands
WO1980002039A1 (en) * 1979-03-27 1980-10-02 Sredneaziat Nii Prirod Gaza Method of control of process of dispersion of solid phase in a liquid phase
CH660057A5 (en) * 1982-03-20 1987-03-13 Pfeiffer Vakuumtechnik DRIVE FOR A TURBOMOLECULAR PUMP.
US4562386A (en) * 1984-01-26 1985-12-31 Performance Controls Company Current sense demodulator
US4578246A (en) * 1984-03-19 1986-03-25 Pope Lonnie H Apparatus for making soap
US4602201A (en) * 1984-06-05 1986-07-22 Westinghouse Electric Corp. PWM motor drive with torque determination
US4700116A (en) * 1985-03-29 1987-10-13 Hitachi, Ltd. System for controlling brushless DC motor
EP0208847A1 (en) * 1985-05-06 1987-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Moment feedback value formation device for a threephase synchronous machine with current block supply
US4672288A (en) * 1985-06-18 1987-06-09 Westinghouse Electric Corp. Torque controller for an AC motor drive and AC motor drive embodying the same
WO1987001198A1 (en) * 1985-08-19 1987-02-26 Commonwealth Scientific And Industrial Research Or Method and apparatus for the determination of viscosity
US4684868A (en) * 1985-10-30 1987-08-04 Westinghouse Electric Corp. Induction motor control apparatus and method for restart when rotating in shutdown

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NOGUCHI, Toshihiko. A New Quick-Response and High-Efficiency Control Stra- tegy of an Induction Motor. In: IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. IA-22, No.5, 1986, S.820-827 *
US-Z: TAKAHASHI, Isao *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8159167B2 (en) 2008-01-29 2012-04-17 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Electronically commutated motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2629516B2 (en) Ergometer
DE2749784C2 (en)
DE2348667B2 (en) Electronic kWh counter
DE2639047C2 (en) Arrangement for speed measurement
DE2332110B2 (en) Non-contact measuring system for power measurement
DE3831633A1 (en) Arrangement for measuring torques, especially on brushless DC motors
DE3527801C2 (en)
DE3207528A1 (en) ELECTRONIC EFFECTIVE COUNTER
DE8811802U1 (en) DC motor, especially brushless DC motor
DE2550282C2 (en) Performance and work measurement methods
DE4115288C2 (en) Device for comparing specimen scatter and temperature influences of at least one sensor
EP0071214B1 (en) Arrangement for evaluating the braking forces of commutator traction motors
DE2423150C2 (en) Ergometer with a wheel set in rotation by a patient
DE477157C (en) Electricity meter for alternating current systems for registering the electrical energy taking into account the reactive consumption
DE753448C (en) Arrangement for determining the not readily measurable voltage of a power transformer on the high-voltage side by measuring the voltage on the low-voltage side
DE19910609C2 (en) Method and device for adapting the system parameter rotor resistance of an encoderless, field-oriented induction machine
DE2531474A1 (en) Continuous fluid viscosity measurement - by measuring stirrer motor input torque corrected for no load input, efficiency and temp.
DE613874C (en) Electric tachometer, especially for aircraft
DE555178C (en) Device for displaying the cosªÎ, in particular using the known telemetry methods, with the aid of a measuring instrument on which the difference between two torques acts
DE703573C (en) Checking device for track magnets
DE1613879B2 (en) Measuring arrangement for determining the winding temperature in electrical devices
DE761958C (en) Arrangement for converting the direct voltage generated by a direct current tachometer machine into a proportional alternating voltage
DE1613879C (en) Measuring arrangement for determining the winding temperature in electrical devices
CH305935A (en) Test device for displaying the rotary movement of an axis.
DE3337589A1 (en) METHOD AND CIRCUIT FOR POTENTIAL-FREE DIFFERENCE MEASUREMENT

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection