DE4136538A1 - Kommutatorschaltung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor - Google Patents

Kommutatorschaltung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor

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DE4136538A1
DE4136538A1 DE4136538A DE4136538A DE4136538A1 DE 4136538 A1 DE4136538 A1 DE 4136538A1 DE 4136538 A DE4136538 A DE 4136538A DE 4136538 A DE4136538 A DE 4136538A DE 4136538 A1 DE4136538 A1 DE 4136538A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Kommutatorschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit trapezförmiger Ansteuerung, bei der insbesondere die Kommutierungsimpulse des Kommutierungs­ codierers des bürstenlosen Gleichstrommotors durch ein Vorstel­ len der Kommutierungsimpulse optimiert werden können und bei der gleichzeitig die Kommutierungsimpulsbreite optimiert werden kann.
Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor erfolgt die Phasen­ kommutierung der Stratorwicklung nach Maßgabe des Rotorpols, der durch Sensoren wie beispielsweise Fototransistoren, Locheinrich­ tungen usw. zum Erfassen des Rotorpols ermittelt wird, d. h. durch einen Kommutierungsimpuls bei einer bestimmten konstanten Winkelgeschwindigkeit (ω1), in dem eine Leistungseinrichtung wie beispielsweise ein Leistungstransistor durch einen An- oder Aus-Kommutierungsimpuls nach Maßgabe der Signale der Sensorein­ richtung an- und ausgeschaltet wird, wobei die Signale der Sen­ soreinrichtung an der Stelle erfaßt werden, an der die Sensor­ einrichtungsplatte, in der sich der Kommutierungsimpuls bis um den Wert tan-1 ω1L/R entsprechend der Geschwindigkeit (ω1) vorbewegt hat, um einen bestimmten Winkel unter Bezug auf die Umdrehungsrichtung zurückbewegt ist.
Wenn die Sensoreinrichtung an einer bestimmten Stelle fest­ liegt, wie es oben beschrieben wurde, besteht das Problem, daß das Drehmoment und die Leistung des Motors nur bei der entspre­ chenden Geschwindigkeit (ω1) beibehalten werden. Darüber hinaus sind die Massenproduktion und die Reparatur des Motors schwie­ rig, da die Sensoreinrichtung an der bestimmten Stelle fest angeordnet ist. Da darüber hinaus nur ein Motor benutzt werden kann, der den gewünschten Anforderungen genügt, ist keine Flexi­ bilität gegeben.
Durch die Erfindung soll daher eine optimale Kommutator­ schaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit trapezför­ miger Ansteuerung geschaffen werden, bei dem die Positionssenso­ ren für die Phasenwicklung und den Rotor um bis zu einem Vor­ stellwinkel α°=tan-1 (ω, i) weiter als der Kommutierungsim­ puls versetzt sind, welcher Vorstellwinkel eine tan-1 Funktion in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (ω) des Motors und dem Laststrom (i) ist, und bei der die Kommutierungsimpulsbreite verändert wird.
Durch die Erfindung soll insbesondere eine maximale Lei­ stung und ein maximales Drehmoment des Motors im gesamten Motor­ drehzahl- und -lastbereich erzielt werden, was unabhängig davon sein soll, wie die Phasenwicklung angeschlossen ist und leitet, indem eine optimale Kommutierungsschaltung vorgesehen wird, die für eine optimale Kommutierung und für eine optimale Kommutie­ rungsimpulsbreite für das maximale Drehmoment und die maximale Leistung sorgt.
Durch die Erfindung soll insbesondere eine Massenproduktion von Motoren und eine bequeme Reparatur der Motoren ermöglicht werden, indem die Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position des Rotors an derselben Stelle bei allen Motoren angeordnet wird, so daß die Sensoreinrichtung problemlos angebracht werden kann.
Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Kommutatorschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit trapezförmiger Ansteue­ rung einen α-Festspeicher ROM, in dem als Daten ein Vorstell- Kommutierungswinkel α des Kommutierungsimpulses gespeichert ist, der durch die inverse tan-Funktion der Geschwindigkeit des Mo­ tors und des Laststromes wiedergegeben wird, einen α-ROM-Adres­ sierungsteil, der ein Adressensignal an den Adressierungsan­ schluß A0 bis A11 des α-ROM legt, einen Muster-ROM Adressie­ rungsteil mit einem vorstellbaren Aufzähler, der aufzählt, indem er das Ausgangssignal eines Binärzählers als Taktsignal verwen­ det, wobei der Binärzähler bei jedem Bezugskommutierungsimpuls durch den Vorstellkommutierungswinkel α als Voreinstellwert voreingestellt wird, der der vorliegenden Geschwindigkeit des Motors und des Laststromes entspricht und nach Maßgabe des Aus­ gangssignals des α-ROM-Adressierungsteils im α-ROM gelesen wird, und mit einem Datenwähler, der ein Signal von zwei Signalen, d. h. Kommutierungsimpulse NA bis NC, SA bis SC zum Ausgeben eines Startkommutierungsmusters vom Muster-ROM oder das Aus­ gangssignal vom voreinstellbaren Aufzähler wählt, um das An­ triebskommutierungsmuster vom Muster-ROM im Antriebszustand auszugeben, einen Start-Antriebs-Signalwählteil, der ein Signal oder mehrere Signale an den Datenwähler des Muster-ROM-Adressie­ rungsteils zum Wählen des Start- oder Antriebszustandes ausgibt, einen Muster-ROM, der das Startkommutierungsmuster nach Maßgabe der Kommutierungsimpulse NA bis NC, SA bis SC oder das Antriebs­ kommutierungsmuster nach Maßgabe des Ausgangssignals des vorein­ stellbaren Aufzählers des Muster-ROM-Adressierungsteil ausgibt, und einen die Drehung des Motors im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn wählenden Teil, der ein Ausgangssignal, das nach Maßgabe der Drehung des Motors im Uhrzeigersinn oder ent­ gegen dem Uhrzeigersinn gewählt ist, dem Muster-ROM ausgibt.
Wenn die erfindungsgemäße Schaltung mit bekannten Schaltun­ gen verglichen wird, die eine maximale Leistung oder einen maxi­ malen Wirkungsgrad oder ein maximales Drehmoment nur bei irgend­ einer Drehgeschwindigkeit (ω1) und bei einem konstanten Last­ strom (i) liefern, indem die Sensoreinrichtung zum Erfassen der Lage des Rotors von Hand unbeweglich auf eine gewünschte Stelle eingestellt wird, an der der Kommutierungsimpuls um bis zu tan-1 (ω1, i1) bezüglich der einen Geschwindigkeit (ω1) und des einen konstanten Laststromes (i1) vorbewegt ist, d. h. um bis zu den gewünschten Winkel in Drehrichtung zurückbewegt ist, liefert die erfindungsgemäße Kommutierungsschaltung einen maxi­ malen Wirkungsgrad oder eine maximale Leistung und ein maximales Drehmoment über den gesamten Bereich der Motorgeschwindigkeiten oder Drehzahlen und über den gesamten Lastbereich, wobei die erfindungsgemäße Schaltung unabhängig davon anwendbar ist, wie die Phasenwicklung geschaltet ist und leitet.
Da es bei der erfindungsgemäßen Ausbildung problemlos ist, die Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position des Rotors an­ zuordnen, ist eine Massenproduktion des Motors möglich, können Reparaturen des Motors problemlos ausgeführt werden und kann der Motor im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn nur über die die Rotorstellung erfassende Einrichtung angetrieben werden.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 ein Funktionsdiagramm, in dem der Vorstellkommutie­ rungswinkel α eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kommutatorschaltung als Funktion der Geschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) angegeben ist,
Fig. 2 in einem Diagramm die Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Kommutatorschaltung (für einen 4-Pol/3-Phasen-Motor mit bipolarer Sternschaltung),
Fig. 3 in einer Seitenansicht die Position der Phasenwick­ lung und der Sensoreinrichtung für die Rotorposition des Motor­ teils bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 die Positionen der umlaufenden Blende und des Rotor­ pols des Motorteils gemäß der Erfindung,
Fig. 5 die umlaufende Blende für den Fototransistor des Motorteils gemäß der Erfindung,
Fig. 6 die Wellenform der Kommutierungsimpulse, wobei der mechanische Winkel von der Rotorpositions-Sensoreinrichtung dargestellt ist,
Fig. 7 das Schaltbild der in Fig. 2 dargestellten Lei­ stungsumschaltung im einzelnen,
Fig. 8 das Schaltbild des Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen Kommutatorschaltung im einzelnen und
Fig. 9 ein Kommutierungsmuster mit der zugehörigen im Mu­ ster-ROM gespeicherten Adresse und dem zugehörigen elektrischen Winkel, wobei
Fig. 9a das Startkommutierungsmuster für den Betrieb im Uhrzeigersinn,
Fig. 9b das Startkommutierungsmuster für den Betrieb ent­ gegen dem Uhrzeigersinn,
Fig. 9c das Antriebskommutierungsmuster für den Betrieb im Uhrzeigersinn und
Fig. 9d das Antriebskommutierungsmuster für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn zeigen.
Das Kommutierungsverfahren gemäß der Erfindung besteht darin, die Phasenstromumschaltposition nach Maßgabe der Ge­ schwindigkeit des Motors und der Höhe der Last zu ändern, wobei diese Änderung auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Motors und der Höhe der Last, d. h. des Winkels gemäß der Reaktion des Ankers erfolgt.
Das von einer Phasenwicklung erzeugte Drehmoment ist pro­ portional zu dem in der Wicklung fließenden Strom, wobei dieser Strom um α°=tan-1 (ω, i) später als die an der Phasenwicklung liegende Spannung fließen kann, unabhängig davon, wie die Wick­ lungen geschaltet sind (Sternschaltung, Δ-Schaltung oder pha­ senunabhängige Schaltung) oder wie die Leitung erfolgt, d. h. unipolar (Halbwellenansteuerung) oder bipolar (Vollwellenan­ steuerung) .
Das heißt, daß die Wahrnehmeposition des Rotorpols, der durch die Sensoreinrichtung erfaßt wird, um α°=tan-1 (ω, i) vor der Position der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet werden kann.
Die Umschaltposition sollte nach Maßgabe der Winkelge­ schwindigkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) geändert werden, der in der Statorwicklung fließt, um ein maximales Dreh­ moment und einen maximalen Wirkungsgrad oder eine maximale Lei­ stung des Motors zu erzielen.
Es sollte andererseits auch die Kommutierungsimpulsbreite so moduliert werden, daß sich die maximale Leistung oder der maximale Wirkungsgrad des Motors ergibt, wobei dann, wenn die Breite wesentlich kleiner als die Kommutierungsbreite ist, die der Position der entsprechenden Wicklung entspricht, das maxima­ le Drehmoment nicht erzielt werden kann, und dann, wenn die Breite größer ist, die Leistung des Motors aufgrund eines Gegen­ drehmomentes beeinträchtigt werden kann, das zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird.
Um die maximale Leistung und das maximalen Drehmoment zu erhalten, sollte daher die Umschaltposition stärker als der Kommutierungsimpuls, der zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, an dem die Position der Phasenwicklung und der Sensoreinrichtung für die Rotorposition zusammenfallen, um α°=tan-1 (ω, i) in Ab­ hängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) vorbewegt werden.
In Verbindung damit muß auch die Kommutierungsimpulsbreite so verändert werden, daß sich die maximale Leistung ergibt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen­ den mehr im einzelnen beschrieben:
Fig. 1 zeigt in einem Diagramm den Vorstellwinkel α° als Funktion der Winkelgeschwindigkeit (ω) des Motors und des Last­ stromes (i), wobei dargestellt ist, daß diese Funktion die Form α°=tan-1 (ω, i) hat.
Der Einfluß des Motors auf die Winkelgeschwindigkeit (ω) ist dabei stufenlos, der Einfluß auf den Laststrom (i) ist je­ doch stufenförmig gehalten. Fig. 1 kann uminterpretiert werden, wenn (ω) durch (i) ersetzt wird, wobei in diesem Fall, d. h. dann, wenn (i) fortlaufend auf der horizontalen Achse in Fig. 1 aufgetragen wird, sich einzelne Kurven bezüglich der Werte von (ω) ergeben.
Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild die Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit bipolarer 4-Pol/3-Phasen- Sternschaltung und einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä­ ßen Kommutatorschaltung.
In Fig. 2 sind eine Versorgungsschaltung 1, eine Schaltung 2 mit Umschaltfunktion, eine die Drehzahl steuernde Schaltung 4, ein Frequenz-Spannungs-Wandler 5, das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kommutatorschaltung 6, ein Leistungsumschalt­ verstärker 7, der mit der Statorphasenwicklung verbunden ist, und ein Motorteil 8 dargestellt, der aus einem Rotor, einem Kommutierungscodierer mit einer Sensoreinrichtung für die Rotor­ position und einer umlaufenden Blende sowie einem Geschwindig­ keitscodierer mit einer Geschwindigkeitssensoreinrichtung und einer Schlitzscheibe besteht.
Die Steuerung, bei der Kommutierungsimpulse NA, NB, NC, SA, SB, SC, die vom Kommutierungscodierer erzeugt werden, der die Sensoreinrichtungen für die Rotorposition und die umlaufende Blende des Motorteils 8 einschließt, der Kommutierungsschaltung 6 eingegeben werden und optimale Kommutierungsimpulse NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO am Leistungsumschaltverstärker 7 liegen, arbeitet in der folgenden Weise.
Die Schaltung 2 mit Umschaltfunktion verstärkt die von der Versorgungsschaltung 1 kommende Spannung nach Maßgabe des Aus­ gangssignals der Schaltung 3 mit Umschaltfunktion und legt die verstärkte Spannung an den Leistungsumschaltverstärker 7.
Wenn zu diesem Zeitpunkt Kommutierungssignale NA, NB, NC, SA, SB, SC, die von den Sensoreinrichtungen S1 bis S6 für die Rotorposition erzeugt werden (siehe Fig. 3), die am Kommutie­ rungscodierer des Motorteils 8 bereits angeordnet sind, an der Kommutierungsschaltung 6 liegen, dann bewegt die Kommutierungs­ schaltung 6 die Kommutierungsimpulse nach Maßgabe der Drehzahl (ω) des Motors des Laststromes (i) nach vorne, so daß die Kom­ mutierungsimpulse optimiert werden können, wobei gleichzeitig nach der Optimierung der Kommutierungssignalbreite optimale Kommutierungsimpulse NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO zum entspre­ chenden Leistungsanschluß ausgegeben werden können.
Der Frequenzspannungswandler 5 wandelt andererseits die Drehzahl oder die Drehgeschwindigkeit des Motors, die vom Ge­ schwindigkeitscodierer kommt, der eine Schlitzscheibe und eine Geschwindigkeitssensor-Einrichtung aufweist, d. h. eine Frequenz in eine entsprechende Spannung um und legt die entsprechende Spannung an die Geschwindigkeits- oder Drehzahlsteuerschaltung 4, an der auch eine Bezugsspannung Vref liegt.
Die Steuerschaltung 4 vergleicht die Bezugsspannung mit der Ausgangsspannung des Frequenzspannungswandlers und legt eine Spannung, die dem Unterschied zwischen den verglichenen Spannun­ gen entspricht, an die Schaltung 3 mit Umschaltfunktion.
Die Schaltung 3 mit Umschaltfunktion kann daher die der Schaltung 2 mit Umschaltfunktion gelieferte Spannung durch Im­ pulsbreitenmodulation oder über den Thyristor-Zündwinkel der Versorgungsschaltung 1 steuern, so daß die Drehzahl des bürsten­ losen Gleichstrommotors gesteuert werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Motorteils, wobei die Beziehung zwischen der Phasenwicklung und der Sensoreinrichtung für die Motorposition bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit 4-Pol/3-Phasen-Sternschaltung dargestellt ist.
Eine Sensoreinrichtung S1, die den N-Pol des Rotors mit zwei Paaren von N- und S-Polen wahrnimmt, ist an der A-Phase der Phasenwicklung angeordnet, deren A-Phase, B-Phase und C-Phase in Sternschaltung miteinander verbunden sind, und eine Sensorein­ richtung S4 zum Wahrnehmen des S-Pols ist mit einem Phasenunter­ schied von 90° gegenüber der Sensoreinrichtung S1 angeordnet.
Eine Sensoreinrichtung S2, die den N-Pol des Rotors in der B-Phase wahrnimmt, die einen Phasenunterschied von 30° zur A- Phase der Wicklung hat, ist mit einem Phasenunterschied von 30° gegenüber der Sensoreinrichtung S1 angeordnet, eine Sensorein­ richtung S5, die den S-Pol des Rotors wahrnimmt, ist mit einem Phasenunterschied von 30° gegenüber der Sensoreinrichtung S4 angeordnet, eine Sensoreinrichtung S3, die den N-Pol des Rotors in der C-Phase wahrnimmt, die einen Phasenunterschied von 30° zur B-Phase der Wicklung hat, ist mit einem Phasenunterschied von 30° zur Sensoreinrichtung S2 angeordnet und eine Sensorein­ richtung S6, die den S-Pol des Rotors wahrnimmt, ist mit einem Phasenunterschied von 30° zur Sensoreinrichtung S5 angeordnet.
Fig. 4 zeigt die relative Lage zwischen der umlaufenden Blende und dem Rotorpol, wenn ein Fototransistor als Sensorein­ richtung des Rotors für einen bipolaren bürstenlosen Gleich­ strommotor mit 4-Pol/3-Phasen-Sternschaltung verwandt wird.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, fällt die Grenze, an der der An-Bereich der umlaufenden Blende mit dem Aus-Bereich in Berührung steht, mit der Grenze zwischen dem N-Pol und dem S-Pol des Rotors zusammen, wobei der An-Bereich der umlaufenden Blende größer als 60°, d. h. bis zu 62° groß ist und der Aus-Bereich der umlaufenden Blende kleiner als 120°, d. h. bis zu 118° groß ist.
Der andere An-Bereich, der größer als 60°, d. h. bis zu 62° groß ist, ist nahe an diesem Aus-Bereich angeordnet.
Der Gesamtwinkel, d. h. die Summe der Winkel des An- und des Aus-Bereiches, sollte 180° betragen.
Fig. 5 zeigt in einer perspektiven Ansicht die umlaufende Blende, die einen Teil des Kommutierungscodierers darstellt und so ausgebildet ist, daß sie bei einem Fototransistor verwandt werden kann, wobei die Kommutierungsimpulsbreite durch die Ex­ zentrizität der Motorachse und der Sensoreinrichtung für die Rotorposition nicht beeinflußt wird.
Fig. 6 zeigt die Kommutierungsimpulse NA, NB, NC, SA, SB, SC, die von den Sensoreinrichtungen S1, S2, S3, S4, S5, S6 für die Rotorposition erzeugt werden, aus denen der Kommutierungs­ codierer besteht, und die an der Kommutatorschaltung liegen.
Fig. 7 zeigt das Schaltbild des Leistungsumschaltverstär­ kers in Fig. 2 im einzelnen, der einen A-Phasenschaltteil 71 mit Transistoren Q1, Q4 und einer A-Phasenwicklung LA, einen B-Pha­ senschaltteil 72 und einen C-Phasenschaltteil mit Transistoren Q3, Q6 und einer C-Phasenwicklung LC umfaßt, wobei die optimalen Kommutierungsimpulse NAO, NBO, NCO jeweils an der Basis der Transistoren Q1, Q2, Q3 des A-Phasen-, B-Phasen- und C-Phasen­ schaltteils 71 bis 73 liegen und die optimalen Kommutierungsim­ pulse SAO, SBO, SCO jeweils an den Basen der Transistoren Q4, Q5, Q6 liegen.
Die Leistungsschaltung, die so aufgebaut ist, wie es oben beschrieben wurde, wird dann angesteuert, wenn optimale Kommu­ tierungsimpulse NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO, die von der Kom­ mutierungsschaltung 6 erzeugt werden, anliegen, wobei dann, wenn nach dem Ansteuern der N-Pol des Rotors durch die Sensoreinrich­ tung S1 des Kommutierungscodierers des Motorteils 8 erfaßt wird, die Sensoreinrichtung S1 ein Signal an die Basis des Transistors Q1 des A-Phasenschaltteils 71 des Leistungsumschaltverstärkers 7 über die Kommutatorschaltung 6 legt.
Der Transistor Q1 wird somit durchgeschaltet, wobei dann, wenn die Sensoreinrichtung S5 des Kommutierungscodierers des Motorteils 8 den S-Pol des Rotors erfaßt, gleichzeitig der Tran­ sistor Q5 durchgeschaltet wird, da das erzeugte Signal an der Basis des Transistors Q5 des B-Phasenschaltteils der Leistungs­ schaltung 7 über die Kommutatorschaltung 6 liegt.
Somit kann eine Gleichspannung VDC an die A-Phasenwicklung LA und die B-Phasenwicklung LB über den Transistor Q1 und den Transistor Q5 gelegt werden. Wenn der Transistor Q5 sperrt und gleichzeitig der Transistor Q6 durchschaltet, dann kann der Strom, der von der A-Phasenwicklung LA zur B-Phasenwicklung LB geflossen ist, zur C-Phasenwicklung LC fließen.
Wenn anschließend der Transistor Q1 sperrt und der Transi­ stor Q2 durchschaltet, kann aufgrund der Tatsache, daß der Tran­ sistor Q2 durchgeschaltet bleibt, der Strom, der von der B-Pha­ senwicklung LB zur C-Phasenwicklung LC über den Transistor Q2, die B-Phasenwicklung LB und die C-Phasenwicklung LC geflossen ist, da die Gleichspannung VDC anlag, von der B-Phasenwicklung LB zur A-Phasenwicklung LA fließen, wenn der Transistor Q4 durchschaltet.
Wenn der Transistor Q2 sperrt und der Transistor Q3 durch­ geschaltet wird, dann kann aufgrund der Tatsache, daß der Tran­ sistor Q4 durchgeschaltet bleibt, der Strom, der von der C-Pha­ senwicklung LC zur A-Phasenwicklung LA über den Transistor Q3, die C-Phasenwicklung LC, die A-Phasenwicklung LA und den Transi­ stor Q4 geflossen ist, da die Gleichspannung anlag, von der C-Phasenwicklung LC zur B-Phasenwicklung LB fließen, wenn der Transistor Q4 sperrt und gleichzeitig der Transistor Q5 durch­ schaltet.
Wie es oben beschrieben wurde, arbeitet die erfindungsgemä­ ße Schaltung, indem sie Leistungstransistoren Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 nach Maßgabe von optimalen Kommutierungsimpulsen NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO durchschaltet und sperrt.
Die Kommutierungsschaltung empfängt somit Signale NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO, die in Fig. 6 dargestellt sind und jeweils von den Sensoreinrichtungen S1 bis S6 des Kommutierungscodierers des Motorteils 8 beim Erfassen des N-Pols oder des S-Pols des Rotors erzeugt werden, kommutiert diese Signale in optimaler Weise und gibt optimale Kommutierungsimpulse NAO, NBO, NCO, SAO, SBO, SCO an den Leistungsumschaltverstärker 7 aus.
Das Schaltbild der Kommutierungsschaltung 6 für einen bür­ stenlosen Gleichstrommotor mit trapezförmiger Ansteuerung gemäß der Erfindung ist im einzelnen in Fig. 8 dargestellt.
Die Kommutierungsschaltung 6 umfaßt einen α-ROM 40, in dem als Daten ein Vorstellkommutierungswinkel α des Kommutierungs­ impulses gespeichert ist, der durch die inverse tan-Funktion der Geschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) wieder­ gegeben wird, einen α-ROM-Adressierungsteil 110, der ein Adres­ sierungssignal an den Adressierungsanschluß A0 bis A11 des α-ROM 40 legt, einen Muster-ROM-Adressierungsteil 120 mit einem vor­ einstellbaren Aufzähler 50, 51, der aufzählt, indem er das Aus­ gangssignal eines Binärzählers 19 als Taktsignal verwendet, wobei der Binärzähler 19 bei jedem Bezugs-Kommutierungsimpuls NA um den Vorstellkommutierungswinkel α als Voreinstellwert ent­ sprechend der Geschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststro­ mes (i) voreingestellt wird, der im α-ROM 40 nach Maßgabe des Ausgangssignals des α-ROM-Adressierungsteils 110 gelesen wird, und mit einem Datenwähler 60, 61, der eines von zwei Signalen, d. h. die Kommutierungsimpulse NA bis NC, SA bis SC zum Ausgeben eines Start-Kommutierungsmusters vom Muster-ROM 70 oder das Ausgangssignal des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51 zum Ausge­ ben eines Antriebskommutierungsmusters vom Muster-ROM 70 im An­ triebszustand wählt, einen Start-Antriebs-Signalwählteil 100, der Signale dem Datenwähler 60, 61 des Muster-ROM-Adressierungs­ teils zum Wählen des Start- oder Antriebszustandes ausgibt, einen Muster-ROM 70, der ein Startkommutierungsmuster nach Maß­ gabe des Kommutierungssignals NA bis NC, SA bis SC oder ein Antriebskommutierungsmuster nach Maßgabe des Ausgangssignals des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51 des Muster-ROM-Adressierungs­ teils 120 ausgibt, und einen die Drehung des Motors im Uhrzei­ gersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn wählenden Teil 90, der ein Signal, das nach Maßgabe der Drehung des Motors im Uhrzeiger- oder entgegen dem Uhrzeigersinn gewählt ist, dem Muster-ROM 70 ausgibt.
Der α-ROM-Adressierungsteil 110 umfaßt eine integrierte PLL-Schaltung 10, die einen Schlitzimpuls SP von der Drehzahl­ sensoreinrichtung des Motors multipliziert, einen Binärzähler 11, eine monostabile Schaltung 12, die mit der negativen Flanke des Kommutierungsimpulses NA synchronisiert ist, so daß ein Abtastimpuls ausgegeben wird, eine monostabile Schaltung 13, die mit der negativen Flanke des Abtastimpulses, d. h. des Ausgangs­ signals der monostabilen Schaltung 12 synchronisiert ist, so daß ein Lastimpuls ausgegeben wird, einen Operationsverstärker 14, der die Verstärkung der Spannung reguliert, in die der erfaßte Laststrom (i) durch den Stromtransformator CT umgewandelt wird, einen Spannungsfrequenzwandler 15, der die Spannung, deren Ver­ stärkung durch den Operationsverstärker 14 reguliert wurde, in eine Frequenz umwandelt, ein UND-Glied 17, das das logische Produkt des Ausgangssignals der monostabilen Schaltung 12 und des Ausgangssignals des Spannungsfrequenzwandlers 15 bildet, dessen Pegel durch den Transistor 16 reguliert wird, einen binä­ ren 8-Bit-Aufzähler 20, der unter Verwendung des Ausgangssignals des UND-Gliedes 17 als Taktsignal während der Tastimpulsbreite der monostabilen Schaltung 12 aufzählt, wobei das UND-Glied 17 das Ausgangssignal der integrierten PLL-Schaltung 10 mit dem Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 12 multipliziert, einen binären Aufzähler 21, der die durch das UND-Glied 17 abge­ tastete Frequenz als Taktsignal verwendet, Register 30, 31, die die Ausgangssignale des Zählers 20, die während der Abtastim­ pulsbreite nach Maßgabe des Lastsignals LD gezählt wurden, d. h. die von der monostabilen Schaltung 13 ausgegebenen Lastimpulse dem 8-Bit-Adresseneingang niedriger Ordnung A0 bis A7 des α-ROM 40 liefert, und ein Register 32, das das Ausgangssignal des Zählers 21, das während der Abtastimpulsbreite nach Maßgabe des Lastsignals LD gezählt wurde, d. h. den Lastimpuls von der mono­ stabilen Schaltung 13 an den 4-Bit-Adresseneingang hoher Ordnung A8 bis A11 legt.
Der α-ROM 40 speichert Daten bezüglich des Vorstellkommu­ tierungswinkels α, der nicht nur von der Geschwindigkeit (ω) des Motors sondern auch vom Laststrom (i) abhängt und im fol­ genden beschrieben wird.
α°=tan-1 (ω, i)
= tan-1 (ωL/R) [1+(M/N) * Fi]
R: Widerstand des Motors
L: Induktivität des Motors
ω: Winkelgeschwindigkeit
Fi: Lastfaktor (dieser Faktor gibt Vergleichswichtungen wieder, die dadurch berechnet werden, daß der Winkel, um den der vorgestellte Kommutierungswinkel aufgrund des Laststromes beeinflußt wird, mit dem Winkel ver­ glichen wird, um den der vorgestellte Kommutierungs­ winkel aufgrund der Winkelgeschwindigkeit des Motors beeinflußt wird, wobei dieser Faktor durch die mecha­ nischen und elektrischen Eigenschaften des Motors bestimmt ist).
N: Wenn der Einfluß des Stromes in diskreten Schritten erfolgt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, dann ist N eine ganze Zahl. Im Fall von Fig. 8 ist beispielsweise N = 24 = 16.
M: Wenn der Einfluß des Stromes in diskreten Schritten erfolgt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, dann ist M = 0, 1, 2, . . ., d. h. eine ganze Zahl (N-1).
Der Muster-ROM 70, in dem Daten nicht nur des Antriebs-Kom­ mutierungsmusters und des Start-Kommutierungsmusters für den Betrieb im Uhrzeigersinn, sondern auch des Antriebs-Kommutie­ rungsmusters und des Start-Kommutierungsmusters für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn jeweils auf einer anderen Seite, d. h. an einem anderen Speicherplatz gespeichert sind, ist so ausge­ bildet, daß ein Muster unter den Kommutierungsmustern durch den Signalwählteil 100, der ein Signal wählt, das für den Startzu­ stand oder den Antriebszustand geeignet ist und durch den eine Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn wählen­ den Teil 90 ausgegeben wird.
Der Signalwählteil 100 umfaßt einen voreinstellbaren Auf­ zähler 80, der den Differentialimpuls des Abtastimpulses, der das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 12 des α-ROM- Adressierungsteils 110 ist, als Lastsignal LD und das Ausgangs­ signal des UND-Gliedes 17 als Taktsignal verwendet, eine D-Flip- Flop-Schaltung 81, die durch das Ausführungssignal CA des vor­ einstellbaren Aufzählers 80 gesetzt wird, und eine D-Flip-Flop- Schaltung 82, an der das Ausgangssignal Q der D-Flip-Flop-Schal­ tung 81 liegt und die den Differentialimpuls des Kommutierungs­ signals NA als Taktsignal verwendet. Der eine Drehung im und entgegen den Uhrzeigersinn wählende Teil 90 umfaßt einen Schal­ ter SW, der mit dem Versorgungsanschluß verbunden, wenn der Motor im Uhrzeigersinn gedreht wird, und der an Masse liegt, wenn der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und eine D-Flip-Flop-Schaltung 71, die jedes Signal, das nach Maßgabe der Stellung des Schalters SW verschieden erzeugt wird, als Setzsi­ gnal PR oder als Löschsignal CL verwendet.
Die in Fig. 8 dargestellte Schaltung ist so ausgebildet, daß sie den Kommutierungsimpuls optimal vorbewegt, indem sie den Wert des Musters in Fig. 9 hält, mittels des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51 den Versetzungswert der Adresse des Muster-ROM 70 bei jeder positiven Flanke des Bezug-Kommutierungsimpulses (beispielsweise NA) aus dem α-ROM 40 liest, in dem der Vorstell­ winkel α°=tan-1 (ω, i) in Abhängigkeit von der Winkelge­ schwindigkeit (ω) des Motors und dem Laststrom (i) vorher ein­ gespeichert ist, und den Wert, der aus dem α-ROM 40 ausgelesen ist, im Aufzähler 50, 51 voreinstellt.
Die Arbeitsweise dieser Schaltung wird im folgenden im einzelnen beschrieben.
Der Schlitzimpuls SP, dessen Anzahl gleich der Anzahl der Schlitze (beispielsweise 64 = 26) des Geschwindigkeitscodierers zum Erfassen der Drehzahl des Motors ist, wird von der Ge­ schwindigkeitssensoreinrichtung 8 bei jeder Umdrehung erzeugt (beispielsweise 64).
Dieser Schlitzimpuls SP wird durch die Multiplikatorschal­ tung, die die integrierte PLL-Schaltung 10 und den Binärzähler 11 umfaßt, mit 16 multipliziert und an das UND-Glied 17 gelegt.
Andererseits liegt ein Abtastimpuls mit einer Impulsbreite, die durch den Widerstand R12 der monostabilen Schaltung 12 und dem Kondensator C12 bestimmt ist, an das UND-Glied 17 gelegt, was mit der negativen Flanke des Bezugs-Kommutierungsimpulses NA der Sensoreinrichtung 8 für die Rotorposition des Kommutierungs­ codierers synchronisiert ist. Das UND-Glied 17 gibt daher einen Geschwindigkeitsimpuls, der mit 16 multipliziert ist, während der Abtastimpulsbreite (beispielsweise 3,7 ms) an den Taktein­ gang des binären 8-Bit-Aufzählers 20 aus.
Wenn andererseits ein Einzelimpuls, der im folgenden als Lastimpuls bezeichnet wird und mit der negativen Flanke des Abtastimpulses von der monostabilen Schaltung 13 synchronisiert ist, am LD-Anschluß des Registers 30, 31 liegt, dann wird der während der Abtastimpulsbreite gezählte Wert in das Register 30, 31 geladen und anschließend an den 8-Bit-Adressenanschluß A0 bis A7 niedriger Ordnung des α-ROM 40 gelegt. Der Laststrom (i) der Wicklung des Stators des Motors wird andererseits durch eine Stromsensoreinrichtung CT erfaßt, wobei dieser erfaßte Laststrom in eine Spannung umgewandelt wird, deren Verstärkung durch den Operationsverstärker 14 reguliert wird, und die Spannung, deren Verstärkung reguliert wurde, durch den Spannungsfrequenzwandler 15 in eine dem vorliegenden Laststrom (i) entsprechende Frequenz umgewandelt wird, die ihrerseits in ein digitales Signal (bei­ spielsweise TTL-Pegel oder CMOS-Pegel) durch den Transistor 16 umgewandelt wird, das am UND-Glied 17 liegt.
Da andererseits der Abtastimpuls, der durch die monostabile Schaltung 13 erzeugt wird, am UND-Glied 17 liegt, kann die abge­ tastete und umgewandelte Frequenz an den Takteingang CK des Binäraufzählers 21 gelegt werden.
Der Lastimpuls, der durch die monostabile Schaltung 13 erzeugt wird, liegt anschließend am LD-Anschluß des Registers 32 und danach an dem 4-Bit-Adressenanschluß A8 bis A11 höherer Ordnung des α-ROM 40. Der Spannungsfrequenzwandler 15, der Tran­ sistor 16, das UND-Glied 17, der Binaraufzähler 21 und das Regi­ ster 32 können durch einen Analog-Digital-Wandler ersetzt wer­ den.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird der Wert des Winkels α°=tan-1 (ω, i), der abhängig von der Winkelgeschwin­ digkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) ist, als 8-Bit- Wert eines α-ROM vorgegeben und als Vorgabewert im voreinstell­ baren Aufzähler 50, 51 bei jeder positiven Flanke des Bezugs- Kommutierungsimpulses NA eingestellt.
Dadurch, daß andererseits ein durch den Binäraufzähler 19 in einen Halbzyklus geteilter, d. h. halbierter Impuls, am Takt­ eingang des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51 liegt, beginnt der Aufzähler 50, 51 mit dem Aufzählen von dem Wert α, der der Vorgabewert direkt vor der Einstellung des nächsten Vorgabewer­ tes ist.
Es kann somit der Wert des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51, der aus 8 Bit besteht, ausgegeben werden.
Zum Anlaufen des Motors aus dem Stillstand sollte anderer­ seits das Start-Kommutierungsmuster dadurch ausgegeben werden, daß der Muster-ROM 70 mit den Kommutierungsimpulsen NA, NB, NC, SA, SB, SC adressiert wird, die von der Positionssensoreinrich­ tung 8 des Motors erzeugt werden.
Das kann dadurch erreicht werden, daß die Ausgänge des Signalwählteils 100 jeweils mit dem Datenwähler 60, 61 verbunden sind, der einen Multiplexer, beispielsweise ein Chip mit der Serien-Nr. 74 157 darstellt, wobei der Datenwähler 60, 61 eine Gruppe von Eingangssignalen aus den Kommutierungsimpulsen NA bis NC zum Ausgeben des Start-Kommutierungsmusters zum Anlaufen des Motors oder den Ausgangswert des voreinstellbaren Zählers 50, 51 zum Adressieren des Muster-ROM 70 zum Ausgeben des Antriebs- Kommutierungsmusters wählt.
Wenn die Drehzahl des Motors kleiner als ein Bezugswert ist, dann wird das im Muster-ROM 70 gespeicherte Start-Kommutie­ rungsmuster dadurch ausgegeben, daß der Muster-ROM 70 mit den Kommutierungsimpulsen NA bis SC adressiert wird, und wenn die Drehzahl des Motors über dem Bezugswert liegt, dann wird das im Muster-ROM 70 gespeicherte Antriebs-Kommutierungsmuster dadurch ausgegeben, daß der Muster-ROM 70 mit dem Ausgangswert des vor­ einstellbaren Aufzählers 50, 51 adressiert wird. Der Wählschal­ tungsteil 100 umfaßt einen voreinstellbaren Aufzähler 80 und D- Flip-Flop-Schaltungen 81, 82.
Da andererseits nicht nur das Start- und das Antriebs-Kom­ mutierungsmuster für den Betrieb im Uhrzeigersinn, sondern auch das Start- und das Antriebskommutierungsmuster für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn im Muster-ROM 70 gespeichert sind, kann die Unterscheidung zwischen der Drehung im Uhrzeigersinn gegenüber einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn dadurch er­ folgen, daß das Ausgangssignal des Wählteils 90 des Motors zum Wählen der Drehung im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeiger­ sinn an den Adressenanschluß A8 des Muster-ROM 70 ausgegeben wird, wobei dieser Wählteil 90 einen Schalter SW und eine D-Flip-Flop-Schaltung 71 enthält.
Bei einem bürstenlosen 4-Pol/3-Phasen-Motor sollten ande­ rerseits immer zwei Phasen leiten.
Wenn der An-Schaltteil der umlaufenden Blende kleiner als 60° ist, ergibt sich dabei das Problem, daß nur eine Phase lei­ tet.
Um dieses Problem zu beseitigen, ist der Einschaltteil der umlaufenden Blende so ausgelegt, daß er größer als 60° ist.
Wenn in diesem Fall das von der Sensoreinrichtung für die Rotorposition erzeugte Signal als Kommutierungsimpuls verwandt wird, besteht das größte Problem darin, daß gleichzeitig drei Phasen des Motors leiten.
Durch die Verwendung des Signalimpulses von der Sensorein­ richtung für die Rotorposition als Adressensignal des Muster-ROM 70, in dem die Kommutierungsmuster gespeichert sind, können somit nur zwei Phasen des Motors immer leiten.
Der Kommutierungs-Muster-ROM 70 ist in der folgenden Weise ausgebildet.
Das Antriebs-Kommutierungs-Muster für den Betrieb im Uhr­ zeigersinn (Fig. 9c), das Antriebs-Kommutierungs-Muster für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 9d), das Start-Kommu­ tierungs-Muster für den Betrieb im Uhrzeigersinn (Fig. 9a) und das Start-Kommutierungs-Muster für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn (9b) sind jeweils auf Seite 0, Seite 1, auf 64 Bytes des Seite 2 und 64 Bytes der Seite 3 gespeichert.
Die Winkelanzeige an der Oberseite von Fig. 9a-d bedeutet den Vorstellwinkel.
Die Sedezimal-Zahl an der Unterseite von Fig. 9a-d bedeutet die Adresse des Muster-ROM 70.
Der Datenwert der 2. und 3. Seite, auf denen die Start- Kommutierungsmuster gespeichert sind, ist ähnlich dem Wert der Adresse bei diesem Beispiel, der Datenwert der Adresse mit der Ausnahme des Adressen-Musterwertes ist jedoch als "0" gespei­ chert.
Wenn der Adressenwert dreimal den Wert "1" enthält und der Motor im Uhrzeigersinn in Betrieb gesetzt wird, dann kann der Datenwert, bei dem der Wert 1 des niedrigen Bits als Wert "0" behandelt ist, gespeichert werden, während dann, wenn der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn in Betrieb gesetzt wird, der Wert gespeichert werden kann, bei dem der Wert "1" des hohen Bits als Wert "0" behandelt ist.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltung mit dem oben angegebenen Aufbau wird im folgenden im einzelnen beschrie­ ben.
Wenn der Motor im Uhrzeigersinn gedreht wird und der Strom nach Maßgabe der Lastverhältnisse erfaßt wird, dann wählt der in Fig. 8 dargestellte α-ROM-Adressierungsteil 110 einen α-Winkel, der diesem Zustand entspricht, wobei dann dieser α-Winkel ausge­ geben wird.
Der α-Winkel, der ein digitaler Wert ist, liegt am Aufzäh­ ler 50, 51 des Muster-ROM-Adressierungsteils 120.
Beim Antrieb im Uhrzeigersinn, was durch den Start-An­ triebs-Signalwählteil 100 und den Wählteil 90 für die Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn bestimmt wird, wie es oben beschrieben wurde, wird 0,0 an den Adresseneingang A6 und A7 gelegt und wird gleichfalls der Wert 0 an den Wählan­ schluß S des Datenwählers 60, 61 gelegt.
Dementsprechend können die Daten, die auf der Seite 0 des Muster-ROM 70 gespeichert sind, ausgegeben werden und kann somit der Datenwähler 60, 61 das Ausgangssignal des Aufzählers 50, 51 wahlen.
Da der Speicherplatz der Seite 0 von 000H bis 0FFH geht, wählt der Aufzähler, der durch den α-Winkel voreingestellt ist, fortlaufend eine Adresse, deren Wert jeweils um 1 zunimmt.
Der Muster-ROM 70 gibt somit die Daten von Fig. 9c aus, die der zugegriffenen Adresse entsprechen, woraufhin der Motor in optimaler Weise betrieben wird.
Da in der oben beschriebenen Weise die erfindungsgemäße Kommutierungsschaltung, die unabhängig davon vorgesehen sein kann, wie die Phasenwicklungen geschaltet sind (Sternschaltung, Δ-Schaltung oder stromunabhängige Schaltung) und wie die An­ steuerung erfolgt (unipolar und bipolar), den Kommutierungsim­ puls mit einem optimalen Vorstellwinkel nach Maßgabe der Winkel­ geschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststromes (i) erzeugt, können ein maximales Drehmoment und eine maximale Leistung oder ein maximaler Wirkungsgrad nach Maßgabe der Höhe der Last des Motors erzielt werden.
Darüber hinaus ist aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltung eine Massenproduktion des Motors möglich und ist die Reparatur des Motors problemlos. Das heißt, daß der Einbau der Sensorein­ richtung für die Rotorposition in zweckmäßiger Weise dadurch erfolgen kann, daß die Sensoreinrichtung für die Rotorposition an derselben Stelle in allen Motoren fest angeordnet wird.
Aus dem obigen ist ersichtlich, daß der Multiplikations­ faktor der Multiplizier-Schaltung, die die integrierte PLL- Schaltung 10 und den Binärzähler 11 umfaßt, der Teiler des Tei­ lers, die Abtastimpulsbreite der monostabilen Schaltung 12, die Bits jedes Binärzählers 20, 21 und der Register 31, 32, die Kapazität des α-ROM 40, d. h. die Adressen-Bits des ROM und die Bits jedes Wortes, die Bits des voreinstellbaren Aufzählers 50, 51 und die Adressen-Bits des Muster-ROM 70 nach Maßgabe des Auflösungsvermögens des Vorstell-Kommutierungswinkels α gegen­ über der Winkelgeschwindigkeit (ω) des Motors und des Laststro­ mes (i) festgelegt werden können.

Claims (7)

1. Kommutatorschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrom­ motor mit trapezförmiger Ansteuerung, gekennzeichnet durch
einen α-ROM (40), in dem als Daten ein Vorstell-Kommutie­ rungswinkel α des Kommutierungsimpulses gespeichert ist, der eine inverse Tangens-Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Motors und des Laststromes ist,
einen α-ROM-Adressierungsteil (110), der ein Adressensignal an den Adressenanschluß (A0) bis (A11) des α-ROM (40) legt,
einen Muster-ROM-Adressierungsteil (120) mit einem vorein­ stellbaren Aufzähler, der unter Verwendung des Ausgangssignals eines Binärzählers (19) als Taktsignal aufzählt, der bei jedem Bezugs-Kommutierungsimpuls mit dem Vorstell-Kommutierungswinkel α als Voreinstellwert entsprechend der vorliegenden Winkelge­ schwindigkeit des Motors und des Laststromes voreingestellt wird, der im α-ROM (40) nach Maßgabe des Ausgangssignals des α-ROM-Adressierungsteiles (110) gelesen wird, und mit einem Daten­ wähler (60, 61), der eines von zwei Signalen, nämlich die Kom­ mutierungsimpulse (NA bis NC, SA bis SC) zum Ausgeben eines Start-Kommutierungsmusters von einem Muster-ROM (70) oder das Ausgangssignal des voreinstellbaren Aufzählers zum Ausgeben eines Antriebs-Kommutierungsmusters vom Muster-ROM (70) im An­ triebszustand wählt,
ein Start-Antriebs-Signalwählteil (100), der ein Signal (S) an den Datenwähler (60, 61) des Muster-ROM-Adressierungsteils (120) zum Wählen des Start- oder Antriebszustandes ausgibt,
einen Muster-ROM (70), der das Start-Kommutierungsmuster nach Maßgabe der Kommutierungsimpulse (NA bis NC, SA bis SC) oder das Antriebs-Kommutierungsmuster nach Maßgabe des Aus­ gangssignals des voreinstellbaren Aufzählers (50, 51) des Mu­ ster-ROM-Adressierungsteils (120) ausgibt, und
einen die Drehung des Motors im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn wählenden Teil (90), der ein Signal an den Mu­ ster-ROM (70) ausgibt, das der Drehung des Motors im Uhrzeiger­ sinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn entsprechend gewählt ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der α-ROM (40) Daten bezüglich des Vorstell-Kommutierungswinkels α speichert, der die folgende Funktion nicht nur der Winkelge­ schwindigkeit (ω) des Motors sondern auch des Laststromes (i) ist: α°=tan-1 (ω, i)
= tan-1 (ωL/R) [1+(M/N) * Fi]wobei
R: Widerstand des Motors
L: Induktivität des Motors
ω: Winkelgeschwindigkeit
Fi: Lastfaktor (dieser Faktor gibt Vergleichswichtungen wieder, die dadurch berechnet werden, daß der Winkel, um den der Vorstell-Kommutierungswinkel α aufgrund des Laststromes beeinflußt wird, mit dem Winkel verglichen wird, um den der Vorstell-Kommutierungswinkel α auf­ grund der Winkelgeschwindigkeit des Motors beeinflußt wird, wobei dieser Faktor durch die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Motors bestimmt ist)
N: Wenn der Einfluß des Stromes diskret erfolgt, ist N eine ganze Zahl, beispielsweise N = 24 = 16.
M: Wenn der Einfluß des Stromes diskret erfolgt, ist M = 0, 1, 2, . . ., d. h. eine ganze Zahl (N-1).
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Muster-ROM (70) Daten nicht nur des Antriebs-Kommutierungs­ musters und des Start-Kommutierungsmusters für den Betrieb im Uhrzeigersinn, sondern auch des Antriebs- und des Start-Kommu­ tierungsmusters für den Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn auf einer anderen Seite speichert, und ein Muster unter den Kommu­ tierungsmustern nach Maßgabe des Start- oder Antriebszustandes durch den Signalwählteil (100) und den die Drehung im und ent­ gegen dem Uhrzeigersinn wählenden Teil (90) ausgegeben wird.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Muster-ROM (70) einen Datenwert des Start-Kommutierungs­ musters speichert, der ähnlich dem Adressenwert ist, der Daten­ wert der Adresse mit der Ausnahme des Musterwertes, der dem Adressenwert ähnlich ist, als "0" gespeichert wird und dann, wenn der Adressenwert dreimal den Wert "1" enthält, beim Starten des Motors im Uhrzeigersinn der Datenwert gespeichert wird, dessen Wert "1" des Bits niedrigster Ordnung als "0" behandelt wurde, und dann, wenn der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn ge­ startet wird, der Wert gespeichert wird, dessen Wert "1" des Bits höchster Ordnung als "0" behandelt wurde.
5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der α-ROM-Adressierungsteil (110) eine integrierte PLL-Schaltung (10), die einen Schlitzimpuls (SP) multipliziert, der von der Geschwindigkeitssensoreinrichtung (8) des Motors erzeugt wird, einen Binarzahler (11), eine monostabile Schaltung (12), die mit der negativen Flanke eines Kommutierungsimpulses (NA) synchroni­ siert ist, was zur Folge hat, daß ein Abtastimpuls ausgegeben wird, eine monostabile Schaltung (13), die mit der negativen Flanke des Abtastimpulses, d. h. dem Ausgangssignal der monosta­ bilen Schaltung (12) synchronisiert ist, was zur Folge hat, daß ein Lastimpuls ausgegeben wird, einen Operationsverstärker (14), der die Verstärkung der Spannung reguliert, in die der erfaßte Laststrom (i) durch einen Stromtransformator (CT) umgewandelt wird, einen Spannungsfrequenzwandler (15), der die Spannung, deren Verstärkung durch den Operationsverstärker (14) reguliert wurde, in eine Frequenz umwandelt, ein UND-Glied (17), das das logische Produkt des Ausgangssignals der monostabilen Schaltung (13) und des Ausgangssignals des Spannungsfrequenzwandlers (15) bildet, dessen Pegel durch einen Transistor (16) reguliert wird, einen binären 8-Bit-Aufzähler (19), der unter Verwendung des Ausgangssignals des UND-Gliedes (17) als Taktsignal während der Tastimpulsbreite der monostabilen Schaltung (13) aufzählt, wobei das UND-Glied (17) das Ausgangssignal der integrierten PLL- Schaltung (10) aufgrund des Ausgangssignals der monostabilen Schaltung (13) erzeugt, einen binären Aufzähler (20), der die durch das UND-Glied (17) abgetastete Frequenz als Taktsignal verwendet, ein Register (30, 31), das das Ausgangssignal des Zählers (20), das während der Abtastimpulsbreite gezählt wurde, nach Maßgabe des Lastsignals (LD), d. h. des Lastimpulses von der monostabilen Schaltung (13) an den 8-Bit-Adresseneingang nied­ rigster Ordnung (A0 bis A7) des α-ROM (40) legt, und ein Regi­ ster (32) umfaßt, das das Ausgangssignal des Zählers (21), das während der Abtastimpulsbreite gezählt wurde, nach Maßgabe des Lastsignals (LD), d. h. des Lastimpulses von der monostabilen Schaltung (13) an den 4-Bit-Adresseneingang (A8 bis A 11) höch­ ster Ordnung legt.
6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwählteil (100) einen voreinstellbaren Aufzähler (80), der den Differentialimpuls des Abtastimpulses, der das Ausgangs­ signal der monostabilen Schaltung (13) des α-ROM-Adressierungs­ teiles (110) ist, als Ladesignal und das Ausgangssignal des UND­ Gliedes (17) als Taktsignal verwendet, und eine D-Flip-Flop- Schaltung (81) umfaßt, die durch ein Ausführungssignal (CA) des voreinstellbaren Aufzählers (80) gesetzt wird und deren Aus­ gangssignal (Q) an einer D-Flip-Flop-Schaltung (82) liegt, die den Differentialimpuls des Kommutierungsimpulses (NA) als Takt­ signal verwendet.
7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn wählende Teil (90) einen Schalter (SW), der am Versorgungsan­ schluß liegt, wenn der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und der an Masse liegt, wenn der Motor im Uhrzeigersinn gedreht wird, und eine D-Flip-Flop-Schaltung (71) umfaßt, die das Signal, das in verschiedener Weise je nach dem Schaltzustand des Schalters (SW) erzeugt wird, als Setzsignal (PR) oder als Löschsignal (CL) verwendet.
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