DE4300760A1 - Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines kollektorlosen Gleichstrommotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines kollektorlosen Gleichstrommotors ohne Kommutierungssensor mit mindestens zwei Wicklungen, in der das Kommutieren des Motorstroms von einer Wicklung zur im Bewegungssinn des Gleichstrommotors nächsten Wicklung durch ein impulsförmiges Schiebesignal hervor­ gerufen wird, welches aus dem Erreichen einer Referenz­ spannung durch eine im Gleichstrommotor induzierte Spannung abgeleitet wird.

Aus der DE-OS 36 02 227 ist eine Kommutierungsschaltung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor ohne Kommutierungssensor bekannt, der einen Ständer mit einem Dreiphasen-System und einen dauermagnetischen Läufer aufweist. Der Kommutierungszustand des Motors wird in Abhängigkeit der in die Ständerwicklungen induzierten Spannungen vorgenommen. Es wird ein Vergleichssignal erzeugt, das angibt, ob eine Meßspannung und vom jeweiligen Kommutierungszustand abhängiges Soll-Phasen­ signal gleiches Vorzeichen haben. Dieses Vergleichssignal wird während der Zeit ausgeblendet, in denen in den Wicklungen Ausgleichsvorgänge mit möglichen parasitären Nullstellen auftreten. Ausgelöst durch das Vergleichs­ signal wird immer dann um einen Kommutierungsschritt weitergeschaltet, wenn das Vorzeichen der Meßspannung nicht mit dem durch das Soll-Phasensignal angegebenen Vorzeichen übereinstimmt. Darüber hinaus ist aus der DE-PS 37 10 509 ein Verfahren zur Kommutierung eines Gleichstrommotors bekannt, bei dem Fortschaltzeitpunkte der Kommutierung aus einem Vergleich einer in einer Wicklung induzierten Spannung mit einer Referenzspannung abgeleitet werden, wobei die Kommutierung gegenüber dem Zeitpunkt, zu dem die induzierte Spannung die Referenz­ spannung erreicht hat, um eine vorgegebene Anzahl von Tachopulsen eines mit dem Motor verbundenen Tachogenera­ tors verzögert ist.

Bei den in den vorstehend zitierten Druckschriften beschriebenen Schaltungsanordnungen wird ein Schiebesignal erzeugt, durch welches um jeweils einen Kommutierungs­ schritt weitergeschaltet wird. Dieses Schiebesignal dient zugleich zum Ausblenden von Ausgleichsvorgängen in den Ständerwicklungen, die durch das Kommutieren hervorgerufen werden, und den damit verbundenen Fehlinformationen bezüglich der Stellung des Läufers. Durch das Schiebe­ signal soll somit sichergestellt werden, daß nur die dreh­ geschwindigkeitsabhängigen Abschnitte der induzierten Spannungen ausgewertet werden. In der DE-OS 36 02 227 ist dazu eine Schaltungsanordnung beschrieben, in der das Schiebesignal aus einem Signal zusammengesetzt wird, dessen Zeitdauer vom Stromflußwinkel der die Ausgleichs­ vorgänge bei der Kommutierung auffangenden Dioden abhängt, und einer dazu addierten, konstanten Zeitdauer.

Es zeigt sich jedoch, daß dieses Verfahren bei Motoren versagt, bei denen die Rückflanke der in der Meßspannung auftretenden Diodenimpulse äußerst flach verläuft, so daß nach Ablauf der gesamten Sperrzeit, d. h. am Ende des Schiebesignals, die Diodenleitung noch nicht abgeklungen ist und somit die Meßspannung einen Wert hat, der bei einem Vergleich mit einer Referenzspannung eine Fehl­ information liefert und somit eine Fehlkommutierung auslösen kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines kollektorlosen Gleichstrommotors der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß die vorstehend beschriebenen Fehlkommutierungen nicht mehr auftreten und damit auch in dem beschriebenen Betriebs­ zustand ein einwandfreier Lauf des Motors erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltungs­ anordnung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das Schiebesignal von der Drehgeschwindigkeit des Gleichstrom­ motors abhängig einstellbare Impulsdauern aufweist, daß die Impulse des Schiebesignals wenigstens die Zeitinter­ valle abdecken, in denen in der induzierten Spannung durch das Kommutieren hervorgerufene Ausgleichsvorgänge statt­ finden, und daß die Impulse des Schiebesignals zum Aus­ blenden von durch das Kommutieren hervorgerufenen Aus­ gleichsvorgängen in der induzierten Spannung herangezogen werden.

Beim Erfindungsgegenstand wird somit in einfacher Weise eine Anpassung der Zeitdauern, in denen die induzierte Spannung ausgeblendet wird, um bei ihrer Auswertung Störungen durch Ausgleichsvorgänge zu verhindern, allein durch die Drehzahl bzw. die Drehgeschwindigkeit des Gleichstrommotors bestimmt. Damit wird sowohl ein definiertes Schiebesignal als auch die Gewißheit geschaffen, daß Fehlkommutierungen durch die Ausgleichs­ vorgänge ausgeschlossen sind. Die Schwierigkeit der Erfassung der exakten Zeitdauer der Ausgleichsvorgänge, die auch gewissen Schwankungen unterworfen sein können, wird durch die Erfindung in einfacher Weise behoben.

Vorzugsweise sind die Impulsdauern des Schiebesignals in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Gleichstrom­ motors auf fest vorgebbare Werte umschaltbar. Dabei entsteht eine besonders einfache Schaltungsanordnung dadurch, daß der gesamte Drehzahlbereich des Gleichstrom­ motors in zwei Abschnitte aufgeteilt wird, wobei die Impulsdauern des Schiebesignals für den Bereich niedriger Drehzahlen einen vorgebbaren, großen Wert annehmen und für den übrigen Drehzahlbereich bis hinauf zur Leerlaufdreh­ zahl einen vorgebbaren, niedrigen Wert annehmen. Entsprechend kann der Drehzahlbereich auch in drei oder mehr Abschnitte aufgeteilt und können die Impulsdauern passend dazu auf drei oder mehr fest vorgebbare Werte umgeschaltet werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zeigen sich insbesondere dann, wenn die Rückflanken von nach jedem Kommutieren in der induzierten Spannung auf­ tretenden, sogenannten Diodenimpulsen sehr flach verlaufen, beispielsweise bei niedriger Drehzahl. Diese Diodenimpulse stellen einen wesentlichen Teil der Aus­ gleichsvorgänge dar. Werden sie nicht vollständig aus der induzierten Spannung ausgeblendet, können sie zur Verfälschung des Vergleichs dieser induzierten Spannung mit der Referenzspannung führen, was die genannten Fehl­ kommutierungen auslöst. Zwar ist es möglich, geringfügige Störungen in der induzierten Spannung auch durch Vergrößern eines Toleranzfeldes derjenigen Anordnung zu schaffen, durch die der Vergleich mit der Referenzspannung durchgeführt werden soll. Diese Vergrößerung des Toleranz­ feldes hat jedoch den Nachteil, daß beim Anlaufen des Gleichstrommotors die induzierte Spannung zu gering ist, um noch die Referenz Spannung zu erreichen und eine Kommutierung auszulösen, die für den Anlauf des Motors erforderlich ist. Der Motor läuft dann nicht an oder bleibt bei einer gewaltsamen Anbremsung stehen.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden diese Nachteile vermieden, da der genannte Toleranzbereich klein gehalten und somit die induzierte Spannung auch in den Fällen einwandfrei ausgewertet werden kann, in denen sie aufgrund einer geringen Motordrehzahl oder beim Anlaufen geringe Werte aufweist.

In einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kombiniert mit einer Steuerschaltung zur Kommutierung eines kollektorlosen Gleichstrommotors ohne Kommutierungssensor mit einem permanentmagnetischen Läufer oder Ständer beliebiger Polpaarzahl und einem zugeordneten Ständer bzw. Läufer mit wenigstens zwei Wicklungen, die ein Mehrphasensystem bilden, von dem jede Phase in Abhängigkeit von Spannungen, die das permanent­ magnetische Feld des Läufers in die Wicklungen induziert, mittels elektronischer Schaltelemente je nach Kommu­ tierungszustand zur Durchführung von Kommutierungs­ schritten an die Minus- und/oder Plus-Pole einer Spannungsquelle schaltbar ist, wobei bei Motoren ohne Sternpunkt oder ohne herausgeführten Sternpunkt laufend eine Sternpunktspannung berechnet wird, wobei zur Ermitt­ lung der Fortschaltzeitpunkte der Kommutierung immer die induzierte Spannung derjenigen Wicklung herangezogen wird, welche nicht an die Spannungsquelle geschaltet ist, und die Kommutierung ausgelöst wird, nachdem diese induzierte Spannung die Referenzspannung erreicht (Nulldurchgang), die einen Nullpegel der induzierten Spannung repräsen­ tiert.

Dabei ist bevorzugt zwischen jedem Nulldurchgang und dem Fortschaltzeitpunkt der durch diesen Nulldurchgang ausge­ lösten Kommutierung ein vorgebbares Verzögerungsintervall eingefügt, sofern die Kommutierung nicht unmittelbar mit dem Nulldurchgang begonnen, sondern gegenüber diesem zeitlich verschoben sein soll. Die Dauer des Verzögerungs­ intervalls ist auf die Bauform und die zu erreichende Drehgeschwindigkeit des Motors abgestimmt.

Nach einer weiteren Fortbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird in der Steuerschaltung weiterhin

• - eine Meßspannung durch Subtraktion der herausgeführten oder berechneten Sternpunktspannung von einem Signal berechnet wird, welches sich aus den Intervallen der Wicklungsspannungen zusammensetzt, in denen die Wick­ lungen nicht mittels der elektronischen Schaltelemente an die Gleichstromquelle geschaltet sind,
• - ein Soll-Phasensignal erzeugt wird, das das für den jeweils herrschenden Kommutierungszustand des Motors richtige Vorzeichen der Meßspannung vorgibt,
• - ein Vergleichssignal erzeugt wird, das angibt, ob die tatsächlich auftretenden Vorzeichen der Meßspannung und das von dem Soll-Phasensignal vorgegebene Vorzeichen gleich oder verschieden sind, und das bei jedem Null­ durchgang ausgelöst wird,
• - ein Impuls des Schiebesignals nach Ablauf des Verzöge­ rungsintervalls nach Auslösen des Vergleichssignals durch den Nulldurchgang erzeugt wird.

Bei der vorstehenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird das Vorzeichen der Meßspannung aus einem Vergleich mit der Referenzspannung bestimmt. Diese Referenzspannung wird vorteilhaft umschaltbar derart ausgeführt, daß sie abhängig vom Pegel des Soll-Phasen­ signals einen ersten oder einen zweiten Wert annimmt, die symmetrisch um ein Bezugspotential (Nullpotential) ange­ ordnet sind. Der Toleranzbereich zwischen diesem Bezugs­ potential und dem ersten bzw. dem zweiten Wert dient zur Unterdrückung geringfügiger Störungen und zur Vermeidung von Schwingvorgängen in der Steuerschaltung. Dazu kann die Referenzspannung vom Soll-Phasensignal umgeschaltet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung finden sich in den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Signalverläufe aus der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 4 ein etwas detaillierteres Schaltbild eines Aus­ führungsbeispiels für einen Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Ergänzung der Schaltung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Ausgestaltung einer Einzelheit der Schaltung nach Fig. 4 und

Fig. 7 ein Beispiel für eine Ausgestaltung einer Anordnung zur Erzeugung einer Referenzspannung.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schaltungsanordnung, von der Teile aus der DE-OS 36 02 227 A1 bekannt sind, mit Einsatz und in Abwandlung durch eine die Erfindung ausführende Steuer­ schaltung. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 gliedert sich in eine Signalformerschaltung 1, eine Leistungsschal­ tung 2, eine Positionsmeßschaltung 603 sowie eine Schiebe­ signal-Erzeugungsstufe 604. Dabei sind Aufbau und Funktion der Signalformerschaltung 1 und der Leistungsschaltung 2 der vorliegenden Anmeldung mit den entsprechenden, aus der DE-OS 36 02 227 A1 bekannten Baugruppen identisch, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen aus der DE-OS 36 02 227 A1 Bezug genommen wird. Dabei sind übereinstimmende Schaltungsteile und Signale wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 2 sind die bereits aus der DE-OS 36 02 227 A1, Fig. 5, bekannten zeitlichen Verläufe der an den Anschlüssen der Signalformerschaltung 1 und der Leistungs­ schaltung 2 auftretenden Signale (Spannungen) für einen zwei elektrischen Perioden des Läufers des Gleichstrom­ motors entsprechenden Zeitraum aufgetragen und ebenfalls wieder mit den bereits aus der DE-OS 36 02 227 A1 bekannten Bezugszeichen versehen. Dabei ist jedes der einer elektrischen Periode des Läufers des Gleichstrom­ motors entsprechende Zeitintervall in Teilintervalle I bis VI unterteilt, entsprechend dem Betrieb eines Dreiphasen­ motors. Für die Schaltsignale p1 bis n3, die Steuersignale st1 bis st3 und das Soll-Phasensignal sui sind logische Pegel "0" und "1", für die Wicklungsspannungen u1, u2 und u3 sowie das Signal uxj, welches sich aus den Teilinter­ vallen der Spannungen u1 bis u3 zusammensetzt, in denen die entsprechenden Wicklungen nicht mit der Spannungs­ quelle verbunden sind und in denen somit die Ausgleichs­ vorgänge und anschließend die induzierten Spannungen auf­ treten, ist die von der Spannungsquelle abgegebene Spannung Ub aufgetragen.

Die Positionsmeßschaltung 603 umfaßt einen Analogmulti­ plexer 58, der mit seinen Eingängen 55 bis 57 an die von der Leistungsschaltung 2 abgegebenen Wicklungsspannungen U1, U2 bzw. U3 und mit seinen weiteren Eingängen 59, 60, 61 an die Steuersignale st1, st2 bzw. st3 angeschlossen ist. Der Analogmultiplexer 58 weist denselben Aufbau und dieselbe Funktionsweise wie der in der DE-OS 36 02 227 A1 beschriebene Analogmultiplexer 58 auf. An seinem Ausgang 62 wird das Signal uxj abgegeben.

Der Ausgang 62 des Analogmultiplexers 58 ist mit einem nicht invertierenden Eingang 605 eines Operationsver­ stärkers 606 verbunden, dessen invertierendem Eingang 607 die Sternpunktspannung u40 vom Sternpunkt 611 dreier Motorwicklungen 608, 609, 610 zugeführt wird, die im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel unmittelbar am Stern­ punkt 611 gemessen wird. In einer Abwandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel aus DE-OS 36 02 227 A1 ist es möglich, diese Sternpunktspannung u40 aus den Wicklungsspannungen u1 bis u3 zu berechnen, vgl. die dortige Analogrechen­ schaltung 54.

Am Ausgang 612 des Operationsverstärkers 606 wird von diesem die Differenz zwischen der Sternpunktspannung u40 und dem Signal uxj vom Ausgang 62 des Analogmulti­ plexers 58 abgegeben, die als Meßspannung ui bezeichnet wird. Sie entspricht der in den Wicklungen 608 bis 610 induzierten Spannung.

Die Meßspannung ui wird einem Meßspannungseingang 613 eines Komparators 614 zugeführt, dem an einem Referenz­ spannungseingang 615 die Referenzspannung Ur zugeleitet wird. Am Ausgang 616 des Komparators 614 wird von diesem ein Vorzeichensignal KOMP abgegeben, welches mit zwei logischen Zuständigen "1" und "0" anzeigt, ob die Meßspannung ui gegenüber dem Pegel der Referenzspannung Ur positiv bzw. negativ ist.

Da die Meßspannung ui beim Stillstand des Gleichstrom­ motors den Wert 0 annimmt, könnte eine Vergleichsanord­ nung, beispielsweise der Komparator 614, die beim Null­ durchgang der Meßspannung ui umschalten soll, beim Stillstand des Motors einen undefinierten Zustand ein­ nehmen bzw. anfangen zu schwingen. Aus diesem Grunde wird als Referenzspannung Ur nicht eine Spannung mit exaktem Nullpegel verwendet, sondern die Referenzspannung Ur weicht um einen geringen Wert, der auch das Toleranzfeld zum Unterdrücken von Störungen in der induzierten Spannung bildet, vom Nullpegel ab. Das Vorzeichen der Referenz­ spannung Ur, die wahlweise um den genannten, kleinen Betrag positiv oder negativ gegenüber dem Nullpegel verschoben sein kann, wird dabei in Abhängigkeit vom Kommutierungszustand in der Weise umgeschaltet, daß die Referenzspannung Ur positiv ist, wenn die Meßspannung ui im Zeitbereich außerhalb der Ausgleichsvorgänge ansteigt, und daß die Referenzspannung Ur negativ ist, wenn die Meßspannung ui entsprechend abfällt.

In Fig. 3a) ist beispielhaft ein Verlauf für die Meß­ spannung ui über der Zeit t aufgetragen und dazu die umschaltbare Referenzspannung Ur eingezeichnet, die symmetrisch zu einem Nullpegel liegende Werte aufweist.

Das aus der DE-OS 36 02 227 A1 bekannte und von der Signalformerschaltung 1 abgegebene Soll-Phasensignal sui, welches einen hohen, logischen Pegel annimmt, wenn die Referenzspannung Ur negativ ist, und das einen niedrigen, logischen Pegel einnimmt, wenn die Referenzspannung Ur auf einen positiven Wert umgeschaltet wird, ist in Fig. 3b) über der Zeit t aufgetragen. Wie in der DE-OS 36 02 227 A1 angegeben, bestimmt auch hier das Soll-Phasensignal sui den Wert der Referenzspannung Ur. Es wird in der Positionsmeßschaltung 603 nach Fig. 1 einem Soll-Phasen­ signal-Eingang 617 eins Exklusiv-Oder-Gatters 618 zuge­ leitet, dessen Vorzeichensignaleingang 619 das Vorzeichen­ signal KOMP vom Ausgang 616 des Komparators 614 zugeführt wird. Das Exklusiv-Oder-Gatter 618 verknüpft somit das das Vorzeichen der Meßspannung ui gegenüber der Referenz­ spannung Ur wiedergebende Vorzeichensignal KOMP mit dem Soll-Phasensignal sui gemäß einer Exklusiv-Oder- Verknüpfung und gibt das Ergebnis an seinem Ausgang 620 als Vergleichssignal EXOR ab. Dieses Vergleichssignal EXOR ist in Fig. 3d) über der Zeit t aufgetragen. In Fig. 3c) ist der zugehörige, zeitliche Verlauf des Vorzeichen­ signals KOMP aufgetragen. Das Vergleichssignal EXOR gibt an, ob das Vorzeichensignal KOMP und das Soll-Phasen­ signal sui gleiche oder verschiedene Vorzeichen haben. Es weist einen hohen, logischen Pegel auf, wenn die Vor­ zeichen verschieden sind, und einen niedrigen, logischen Pegel, wenn die Vorzeichen übereinstimmen. Bei jedem Durchgang der Meßspannung ui durch den vorgegebenen Pegel der Referenzspannung Ur und den damit verbundenen Zustandswechsel des Vorzeichensignals KOMP wird ein Impuls des Vergleichssignals EXOR ausgelöst. In Fig. 3 ist dies bei den Zeitpunkten t1 und t5 eingezeichnet.

Durch die Vorderflanke des beim Nulldurchgang der Meß­ spannung ui auftretenden Impulses des Vergleichs­ signals EXOR (Zeitpunkte t1, t5) wird eine von der Positionsmeßschaltung 603 der Steuerschaltung gemäß Fig. 1 umfaßte, erste Zeitschaltung angesteuert, die ein impuls­ förmiges Signal BVER der Impulsdauer tb abgibt. In Fig. 1 ist diese erste Zeitschaltung mit dem Bezugszeichen 621 versehen, und die Impulsdauer tb entspricht dem Verzöge­ rungsintervall zwischen dem Nulldurchgang und dem Fort­ schaltzeitpunkt der durch diesen Nulldurchgang ausgelösten Kommutierung. Die erste Zeitschaltung 621 ist dazu mit ihrem Eingang 622 über ein Und-Gatter 623 an den Ausgang 620 des Exklusiv-Oder-Gatters 618 angeschlossen. Während dem einen Eingang 624 des Und-Gatters 623 das Vergleichssignal EXOR zugeleitet wird, erhält ein zweiter Eingang 625, der zusätzlich eine invertierende Funktion aufweist, das Schiebesignal sh zugeführt, welches auch an den Eingang 13 des Schieberegisters 5 der Signalformer­ schaltung 1 geführt wird. Somit wird das Vergleichs­ signal EXOR während des Auftretens der Impulse des Schiebesignals sh von der Zufuhr an den Eingang 622 der ersten Zeitschaltung 621 ausgeblendet. Wie bereits vor­ stehend ausgeführt ist und im folgenden noch näher erläutert werden wird, sind die Impulse des Schiebe­ signals sh in ihrer Dauer derart bemessen, daß durch sie alle Ausgleichsvorgänge, die durch die Kommutierung ausge­ löst werden, ausgeblendet werden. Durch das Und-Gatter 623 werden somit alle Impulse des Vergleichssignals EXOR aus­ geblendet, die während der Ausgleichsvorgänge auftreten.

Die erste Zeitschaltung 621 gibt an ihrem Ausgang 626 nach Ablauf des Verzögerungsintervalls tb ein Signal ab, welches über eine Leitung 627 als Auslösesignal zum Aus­ lösen eines Impulses des Schiebesignals sh der Schiebe­ signal-Erzeugungsstufe 604 zugeführt wird. Dieses Auslöse­ signal ist in Fig. 1 als shausl bezeichnet.

Die Schiebesignal-Erzeugungsstufe 604, der das Auslöse­ signal shausl zum Auslösen der Erzeugung eines Impulses des Schiebesignals sh zugeführt wird, umfaßt im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 zwei weitere Zeitschal­ tungen 628, 629. Diese sind mit ihren Eingängen 630 bzw. 631 mit der das Auslösesignal shausl zuführenden Leitung 627 und mit ihren Ausgängen 632 bzw. 633 mit den Umschaltkontakten eines Umschalters 634 verbunden, dessen Schaltzunge über eine Leitung 635 mit dem Eingang 13 des Schieberegisters 5 und dem zweiten Eingang 625 des Und- Gatters 623 verbunden ist. Der Umschalter 634 ist in Fig. 1 als mechanische Vorrichtung symbolisiert, kann jedoch bevorzugt auch mit elektronischen Schalterelementen ausgeführt sein.

Die Zeitschaltungen 628, 629 sind vorzugsweise als mono­ stabile Multivibratoren ausgeführt, die an ihren Aus­ gängen 632, 633, die im Ruhezustand einen niedrigen, logischen Pegel aufweisen, einen Impuls hohen, logischen Pegels abgeben, wenn ihren Eingängen 630, 631 eine negative, d. h. fallende Signalflanke im Auslöse­ signal shausl zugeleitet wird. Der von der (zweiten) Zeit­ schaltung 628 abgegebene Impuls weist die Impulsdauer td1, der von der (dritten) Zeitschaltung 629 abgegebene Impuls die Dauer td2 auf. Dabei ist td2 größer als td1. Auf der Leitung 635 erscheint als Impuls des Schiebesignals somit je nach Stellung des Umschalters 634 entweder der lange Impuls (td2) von der dritten Zeitschaltung 629 oder der kurze Impuls (td1) von der zweiten Zeitschaltung 628. Somit wird durch den Schalter 634 erreicht, daß die Impulse des Schiebesignals wahlweise von den beiden Zeit­ schaltungen abgreifbar sind.

Die Schiebesignal-Erzeugungsstufe 604 umfaßt weiterhin eine Zeitvergleichsstufe zum Vergleichen der Dauer der durch das Kommutieren hervorgerufenen Ausgleichsvorgänge mit einem Zeitnormal und zum Auswählen einer der weiteren Zeitschaltungen 628 bzw. 629 zur Abgabe des Schiebe­ signals sh je nach dem Ergebnis des Vergleiches. Dazu wird der Schiebesignal-Erzeugungsstufe 604 über eine Leitung 636 ein mit D1 bezeichnetes Signal zugeführt, welches in Fig. 3f) beispielhaft wiedergegeben ist. Dieses Signal D1 weist während der in der Meßspannung ui auf­ tretenden Diodenimpulse einen hohen, logischen Pegel auf, in der übrigen Zeit einen niedrigen, logischen Pegel. Das Signal D1 markiert somit die Zeiträume, in denen in der Leistungsschaltung Diodenleitung auftritt. Im Beispiel nach Fig. 3 weist es hohe, logische Pegel zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 sowie t7 und t8 auf. Zu seiner Erzeugung umfaßt die Positionsmeßschaltung 603 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ein Und-Gatter 637, welches die gleiche Bauart aufweist wie das Und- Gatter 623. Seinem ersten Eingang 638 wird das Vergleichs­ signal EXOR vom Ausgang 620 des Exklusiv-Oder-Gatters 618 zugeführt, wohingegen der zweite Eingang 639 des Und- Gatters 637, der eine invertierende Funktion aufweist, mit dem Ausgang 626 der ersten Zeitschaltung 621 verbunden ist und das von dieser Zeitschaltung 621 abgegebene Signal BVER empfängt, welches eine dem vorgebbaren Verzögerungsintervall tb entsprechende Impulslänge aufweist. Aus dem Signal BVER wird das Auslöse­ signal shausl abgeleitet; es ist in Fig. 3e) über der Zeit t aufgetragen.

Das Signal D1 wird vom Ausgang 640 des Und-Gatters 637 über die Leitung 636 einerseits einem Eingang 641 einer monostabilen Kippstufe 642 und andererseits einem D-Eingang 643 eines D-Flipflops 644 zugeführt. Die monostabile Kippstufe 642 und das D-Flipflop 644 bilden zusammen die Zeitvergleichsstufe in der Schiebesignal- Erzeugungsstufe 604. Dabei liefert die monostabile Kipp­ stufe 642 das Zeitnormal in Form eines Impulses mit hohem, logischem Pegel und der Dauer tm, welches Signal mit der Bezeichnung MONO versehen und in Fig. 3g) über der Zeit t aufgetragen ist. Jeder Impuls des das Zeitnormal liefern­ den Signals MONO wird durch die Vorderflanke eines Impulses im Signal D1 ausgelöst. Das Zeitnormal MONO wird vom Ausgang 645 der monostabilen Kippstufe 642 einem Takt­ eingang 646 des D-Flipflops 644 zugeführt, welches an jeder abfallenden Flanke des dem Takteingang 646 zuge­ leiteten Signals den zu diesem Zeitpunkt am D-Eingang 643 anliegenden, logischen Pegel an seinen Ausgang 647 durch­ schaltet und dort bis zum Auftreten der nächsten, abfallenden Flanke am Takteingang 646 aufrecht erhält.

Das D-Flipflop 644 nimmt somit innerhalb der Zeitver­ gleichsstufe 642, 644 den Vergleich der Längen der Impulse im Signal D1 und des Zeitnormals MONO vor. Wie in Fig. 3f) und g) dargestellt ist, wird durch die ansteigende Flanke des Signals D1 zu den Zeitpunkten t3 und t7 ein Impuls des Zeitnormals MONO der Impulsdauer tm ausgelöst. Zum Zeit­ punkt jeder der abfallenden Flanken im Zeitnormal MONO wird der logische Pegel des Signals D1 an den Ausgang 647 des D-Flipflops 644 als dessen Ausgangssignal SPERL durch­ geschaltet. Da der in Fig. 3f) zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 eingezeichnete Impuls des Signals D1 am Ende des Impulses mit der Dauer tm des Zeitnormals MONO bereits zu Ende ist, behält das Ausgangssignal SPERL des D-Flipflops 644 am Ende des Impulses im Zeitnormal MONO seinen niedrigen, logischen Pegel bei. Dagegen ist die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t7 und t8, die die Länge des nächsten Impulses im Signal D1 kennzeichnen, größer als die Zeitdauer tm. Zum Zeitpunkt der abfallenden Flanke in dem zugehörigen Impuls im Zeitnormal MONO weist somit das Signal D1 noch einen hohen, logischen Pegel auf. Daher wird der logische Pegel des Ausgangssignals SPERL am Ende dieses Impulses der Zeitdauer tm umgeschaltet. Der Verlauf des Ausgangssignals SPERL ist in Fig. 3h) über der Zeit t aufgetragen.

Das Ausgangssignal SPERL des D-Flipflops 644 wird auch als Auswahlsignal bezeichnet, da durch seinen logischen Pegel der Umschalter 634 betätigt wird. Dadurch wird im Fall niedrigen, logischen Pegels des Auswahlsignals SPERL die Leitung 635 mit dem Ausgang 632 der zweiten Zeit­ schaltung 628 verbunden und nimmt das Schiebesignal sh die Impulsdauer td1 an. Bei einem hohen, logischen Pegel des Auswahlsignals SPERL wird dagegen die Leitung 635 mit dem Ausgang 633 der dritten Zeitschaltung 629 verbunden und somit die Impulsdauer der Impulse des Schiebesignals sh auf td2 festgelegt. Diese Verhältnisse sind in Fig. 3i) wiedergegeben, und in Fig. 3k) ist das Inverse des Schiebesignals sh aufgetragen.

Die Dauer der Impulse im Signal D1, die durch die Zeit­ räume der Diodenleitung bestimmt wird, ist ein unmittel­ bares Maß für die Drehgeschwindigkeit des von der beschriebenen Steuerschaltung betriebenen Gleichstrom­ motors. Daher wird das Signal D1 auch als Drehgeschwindig­ keitssignal bezeichnet.

Das Schiebesignal sh wird über den Eingang 13 dem Schiebe­ register 5 zugeführt, welches durch dieses Schiebe­ signal sh fortgeschaltet wird und dadurch sechs Zustände zyklisch durchläuft. Aus den Signalen an den Ausgängen dieses Schieberegisters 5 werden mittels binärer Verknüpfungen die Schaltzustände der elektronischen Schaltelemente in der Leistungsschaltung 2 sowie das Soll- Phasensignal sui gewonnen, wie ausführlich in der DE-OS 36 02 227 A1 erläutert ist.

In einer Abwandlung der Fig. 1 kann die Schiebesignal- Erzeugungsstufe 604 auch für drei oder mehr Werte der Impulsdauern des Schiebesignals sh ausgelegt sein. Dem­ gemäß ist dafür die Anzahl der Zeitschaltungen (statt 628, 692) und die Anzahl der Zeitnormale (statt MONO) anzu­ passen und der Umschalter 634 zu erweitern.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuerschaltung weist außerdem eine Starthilfeeinrichtung auf, durch die ein Ersatz- Auslösesignal esh zum ersatzweisen Auslösen eines Impulses des Schiebesignals sh erzeugt wird, wenn das Auslösesignal shausl - erzeugt aus dem Signal BVER von der ersten Zeit­ schaltung 621 - über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg nicht auftritt. Diese Starthilfeeinrichtung umfaßt eine vierte Zeitschaltung 648 und eine dieser nachgeschaltete Impulsformstufe 649 sowie ein Oder-Gatter 650, über welches das Ersatz-Auslösesignal esh in die Leitung 627 für das Auslösesignal shausl eingeschleift wird, wenn das Signal BVER von der ersten Zeitschaltung 621 ausbleibt. Dazu ist ein Eingang 651 der vierten Zeitschaltung 648, die im übrigen vom prinzipiell selben Aufbau sein kann wie die bisher beschriebenen Zeitschaltungen 621, 628, 629, mit dem Ausgang 626 der ersten Zeitschaltung 621 verbunden. Vom Ausgang der vierten Zeitschaltung 648 wird unmittelbar die Impulsformstufe 649 gespeist derart, daß am Ende der durch die vierte Zeitschaltung 648 vorbe­ stimmten Zeitdauer ts am Ausgang 652 der Impulsform­ stufe 649 ein Impuls des Ersatz-Auslösesignals esh abgegeben wird. Die vorbestimmte Zeitdauer ts wird z. B. beim Beginn eines Impulses des Signals BVER begonnen, kann aber auch in einer anderen Ausführungsform bei ent­ sprechender Bemessung mit der Rückflanke eines Impulses der Zeitdauer tb im Signal BVER gestartet werden.

Vom Ausgang 652 der Impulsformstufe 649 wird das Ersatz- Auslösesignal esh einem ersten Eingang 653 des Oder- Gatters 650 zugeführt, dessen zweitem Eingang 654 das Signal BVER vom Ausgang 626 der ersten Zeitschaltung 621 zugeleitet wird. Das Oder-Gatter 650 ist mit seinem Ausgang 655 mit der Leitung 627 für das Auslöse­ signal shausl verbunden. Auf diese Art werden wahlweise das Signal BVER und das Ersatz-Auslösesignal esh in die Leitung 627 als Auslösesignal shausl eingeschleift.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus der Positionsmeß­ schaltung 603 und der Schiebesignal-Erzeugungsstufe 604 in einer etwas detaillierter dargestellten Ausführungsform. Darin sind übereinstimmende Bauteile wieder mit iden­ tischen Bezugszeichen versehen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 umfaßt die erste Zeit­ schaltung 621 einen ersten Taktgenerator 657, der an seinem Ausgang 658 vorzugsweise ein rechteckförmiges Takt­ signal abgibt. Dieses Taktsignal wird über ein Und- Gatter 659, das mit seinem ersten Eingang 660 an den Ausgang 658 angeschlossen ist, einem Zähleingang 661 eines ersten Zählers 662 zugeführt. Dazu ist das Und-Gatter 659 mit seinem Ausgang 663 mit diesem Zähleingang 661 verbunden.

Der Eingang 622 der ersten Zeitschaltung 621 ist über einen ersten Kondensator 664 mit einem Rücksetzeingang 665 des ersten Zählers 662 verbunden. Parallel zum Rücksetz­ einang 665 sind gegen Masse ein erster Ableitwider­ stand 666 und eine erste Diode 667 geschaltet. Vom Ausgang 668 des ersten Zählers 662 führt eine Verbindung zu einem zweiten, invertierenden Eingang 669 des Und- Gatters 659, und eine weitere Verbindung bildet einen Ausgang 6261 der ersten Zeitschaltung 621, der eine Abwandlung des Ausgangs 626 nach Fig. 1 in der Weise bildet, daß an ihm das Inverse des Signals BVER ansteht, wohingegen der Ausgang 626 in Fig. 1 das Signal BVER selbst wiedergibt.

Wie bereits zu Fig. 1 und Fig. 3 erläutert, wird dem Eingang 622 das Vergleichssignal EXOR zugeführt, solange das Schiebesignal sh einen niedrigen, logischen Pegel aufweist. Die ansteigenden Flanken zu Beginn der vom Und- Gatter 623 durchgelassenen Impulse des Vergleichs­ signals EXOR werden über den ersten Kondensator 664 dem Rücksetzeingang 665 des ersten Zählers 662 zugeführt und setzen diesen in seine Ausgangsstellung mit dem Zähler­ stand Null zurück. Am Ausgang 668 des ersten Zählers 662 liegt dann ein niedriger, logischer Pegel an. Dieser schaltet über den zweiten Eingang 669 das Und-Gatter 659 für die vom ersten Taktgenerator 657 kontinuierlich abgegebenen Impulse des Taktsignals frei. Diese gelangen an den Zähleingang 661 des ersten Zählers 662, der daraufhin aufwärts zählt, bis am Ausgang 668 ein hoher, logischer Pegel auftritt. Die Dimensionierung des ersten Zählers 662 und die Frequenz des Taktsignals vom ersten Taktgenerator 657 sind derart aufeinander abgestimmt, daß zwischen dem Rücksetzen des ersten Zählers 662 und dem Auftreten des hohen, logischen Pegels am Ausgang 668 gerade die Zeitdauer tb, d. h. das Verzögerungsintervall, verstreicht. Während dieses Verzögerungsintervalls tb weist der Ausgang 668 und damit der Ausgang 6261 einen niedrigen, logischen Pegel auf, während der übrigen Zeit herrscht hier ein hoher, logischer Pegel. Durch den Übergang auf diesen hohen, logischen Pegel am Ende des Verzögerungsintervalls tb wird das Und-Gatter 659 wieder gesperrt und somit der Zählvorgang im ersten Zähler 662 bis zum Eintreffen der nächsten ansteigenden Flanke am Rücksetzeingang 665 unterbrochen. Auf diese Weise wird exakt zu jeder ansteigenden Flanke im Vergleichs­ signal EXOR ein Impuls des (Inversen des) Signals BVER erzeugt, solange das Schiebesignal sh einen niedrigen Pegel aufweist.

Der Ausgang 6261 der ersten Zeitschaltung 621 in Fig. 4 ist mit einem Eingang 6271 eines Impulsgebers 670 ver­ bunden, in dem im wesentlichen die Funktionen der zu Fig. 1 beschriebenen Zeitschaltungen 628, 629 sowie des Umschalters 634 zusammengefaßt sind. Dabei wird die Funktion der Zeitschaltungen 628, 629 von einer Anordnung übernommen, die aus einem zweiten Taktgenerator 671, einem Und-Gatter 672, einem zweiten Zähler 673, einem zweiten Kondensator 674, einem zweiten Ableitwiderstand 675 und einer zweiten Diode 676 besteht. Diese Elemente sind in derselben Weise miteinander verbunden wie der erste Takt­ generator 657, das Und-Gatter 659, der erste Zähler 662, der erste Kondensator 664, der erste Ableitwiderstand 666 und die erste Diode 667, wie sie von der ersten Zeit­ schaltung 621 umfaßt sind, so daß zur näheren Aufbau- und Funktionsbeschreibung auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird.

Im Unterschied zum ersten Zähler 662 weist der zweite Zähler 673 jedoch zwei Ausgänge auf, die den Ausgängen 632 bzw. 633 der Zeitschaltungen 628 bzw. 629 gemäß Fig. 1 entsprechen. Beim Aufwärtszählen mit dem vom zweiten Takt­ generator 671 abgegebenen Taktsignal entsteht entsprechend am Ausgang 632 ein kürzerer Impuls von niedrigem, logischem Pegel und am Ausgang 633 ein entsprechender Impuls längerer Zeitdauer. Die Ausgänge 632 und 633 sind dazu mit entsprechenden Zählstellungen des zweiten Zählers 673 verknüpft. Der Impuls am Ausgang 632 weist die Impulsdauer td1, derjenige vom Ausgang 633 die Impuls­ dauer td2 auf. Über den Umschalter 634, der in Fig. 4 mit zwei mechanischen Ausschaltkontakten dargestellt ist, sowie über einen Inverter 677 gelangt je nach Schalt­ stellung des Umschalters 634 einer der Impulse der Dauer td1 bzw. td2 auf die Leitung 635 und bildet dort das Schiebesignal sh.

Zur Anpassung an die Betriebsverhältnisse des zu steuernden Gleichstrommotors können die Ausgänge 632 und 633 aus beliebigen Zählstellungen des zweiten Zählers 673 abgeleitet werden. In besonders einfacher Weise wird z. B. ein Binärzähler mit acht Stellen verwendet, aus dessen höchster Stelle der Ausgang 633 und aus dessen dritt­ höchster Stelle der Ausgang 632 abgeleitet werden. Die Impulsdauer td2 beträgt dann das Vierfache der Impuls­ dauer td1.

Vom Ausgang des Inverters 677 ist im Impulsgeber 670 eine Verbindung an den invertierenden Eingang des Und- Gatters 672 geführt, die die entsprechende Funktion hat wie die Verbindung vom Ausgang 668 des ersten Zählers 662 zum zweiten Eingang 669 des Und-Gatters 659 in der ersten Zeitschaltung 621.

Die Ansteuerung des Umschalters 634 im Impulsgeber 670 erfolgt vom Ausgang 647 eines D-Flipflops 64412, welches in seiner Funktion im wesentlichen dem D-Flipflop 644 aus Fig. 1 entspricht. In die Wirkverbindung zwischen dem Ausgang 647 und dem mit dem Ausgang 632 zu verbindenden Schaltkontakt des Umschalters 634 ist ein Inverter 678 eingefügt, durch den die gegenläufig vorzunehmende Betätigung der Schaltverbindungen des Umschalters 634 verdeutlicht werden soll.

Die Schiebesignal-Erzeugungsstufe 604 in der Ausführungs­ form nach Fig. 4 umfaßt weiterhin eine monostabile Kipp­ stufe 6421, die in ihrer Funktion der monostabilen Kipp­ stufe 642 gemäß Fig. 1 mit der Maßgabe entspricht, daß das vom Ausgang 6451 der monostabilen Kippstufe 6421 abge­ gebene Signal dem Inversen des Signals MONO, welches das Zeitnormal repräsentiert, entspricht. Bis auf diese Signalumkehr entspricht somit der Ausgang 6451 dem Ausgang 645 gemäß Fig. 1. Entsprechend ist das D-Flipflop 6441 mit einem Takteingang 6461 versehen, welcher bis auf seine invertierende Funktion dem Takt­ eingang 646 des D-Flipflops 644 in Fig. 1 entspricht.

Der Eingang 641 der monostabilen Kippstufe 6421 ist mit dem Ausgang 640 eines Und-Gatters 6371 verbunden, welches weitgehend dem Und-Gatter 637 nach Fig. 1 entspricht, dessen zweiter Eingang jedoch entsprechend der Zufuhr des Inversen des Signals BVER eine nicht invertierende Funktion aufweist und daher mit dem Bezugszeichen 6391 bezeichnet ist.

Die monostabile Kippstufe 6421 umfaßt eine Anordnung aus einem dritten Taktgenerator 679, einem Und-Gatter 680, einem dritten Zähler 681, einem dritten Kondensator 682, einem dritten Ableitwiderstand 683 und einer dritten Diode 684. Alle diese Elemente sind in der gleichen Weise miteinander verbunden wie die entsprechenden Elemente in der ersten Zeitschaltung 621, so daß zur Erklärung der näheren Funktionsweise auf die obigen Ausführungen verwiesen werden kann. Am dem Ausgang 668 entsprechenden Ausgang 685 des dritten Zählers 681 wird das Inverse des das Zeitnormal repräsentierenden Signals Mono abgegeben. Dies ist ein Impuls niedrigen, logischen Pegels mit der Impulsdauer tm. Seine Vorderflanke wird durch die Vorder­ flanke des Signals D1 vom Ausgang 640 des Und-Gatters 6371 ausgelöst.

In Fig. 4 sind der Übersichtlichkeit halber drei Taktgene­ ratoren 657, 671 und 679 dargestellt. Das Taktsignal kann jedoch auch aus einem einzigen Taktgenerator abgeleitet werden.

In die Leitungsverbindung zwischen dem Ausgang 6261 der ersten Zeitschaltung 621 und dem Eingang 6271 des Impuls­ gebers 670 kann wahlweise eine Starthilfeeinrichtung 656 eingefügt werden, die die Funktion der vierten Zeit­ schaltung 648, der Impulsformstufe 649 und des Oder- Gatters 650 gemäß Fig. 1 erfüllt. Diese Starthilfeein­ richtung 656 weist einen Eingang 6511 und einen Ausgang 6551 auf. Ein Ausführungsbeispiel dafür, welches eine Abwandlung der genannten Einrichtungen gemäß Fig. 1 darstellt, ist in Fig. 5 wiedergegeben.

Der Eingang 6511 der Starthilfeeinrichtung 656 gemäß Fig. 5 ist über einen Inverter 686 mit einer Leitungs­ verbindung verbunden, die dasselbe Signal führt wie der Eingang 651 der vierten Zeitschaltung 648 in Fig. 1 und daher mit demselben Bezugszeichen versehen ist. Ent­ sprechend wird der Ausgang 6551 der Starthilfeeinrich­ tung 656 gemäß Fig. 5 über einen weiteren Inverter 687 von einer Leitungsverbindung 655 gespeist, die dasselbe Signal wie der Ausgang 655, nämlich das Auslösesignal shausl, führt.

Anstelle der vierten Zeitschaltung 648 treten in der Aus­ führungsform nach Fig. 5 ein vierter Taktgenerator 6481 und ein vierter Zähler 6482. Der vierte Taktgenerator 6481 ist mit seinem Ausgang 688 mit einem Zähleingang 689 des vierten Zählers 6482 verbunden. Eine Verbindung ist vom Eingang 651 an einen Rücksetzeingang 690 des vierten Zählers 6482 geführt. Der vierte Zähler 6482 zählt mit dem ihm am Zähleingang 689 vom vierten Taktgenerator 6481 zugeführten Taktsignal zyklisch, wobei die Dimensionierung derart gewählt ist, daß ein Zyklus der vorbestimmten Zeit­ dauer ts entspricht, die auch von der vierten Zeit­ schaltung 648 gemäß Fig. 1 bemessen wird. Unter dem Einfluß des Taktsignals gibt somit der vierte Zähler 6482 an seinen Ausgang 691 im zeitlichen Abstand von jeweils ts einen Impuls hohen, logischen Pegels ab, der einem Eingang 692 der Impulsformstufe 649 zugeleitet wird. Diese gibt an ihrem Ausgang 652 wie beschrieben das Ersatz- Auslösesignal esh ab und führt es dem ersten Eingang 653 eines Oder-Gatters 6501 zu, welches in der Ausführungsform nach Fig. 5 an die Stelle des Oder-Gatters 650 in Fig. 1 tritt. Der zweite Eingang 654 des Oder-Gatters 6501 ist mit dem Eingang 651 verbunden. Auf diese Weise gelangen die Impulse des Signals BVER als Auslösesignal shausl an den Ausgang 655 und dienen gleichzeitig zum Rücksetzen des vierten Zählers 6482 über den Rücksetzeingang 690. Im normalen Betrieb erreicht der vierte Zähler 6482 seine Endstellung nicht, sondern wird bereits vorher durch einen Impuls des Signals BVER zurückgesetzt, so daß in der Impulsformstufe 649 auch kein Impuls ausgelöst wird und somit kein Ersatz-Auslösesignal esh auftritt. Fallen dagegen die Impulse des Signals BVER aus, löst die Impuls­ formstufe 649 nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer ts einen Impuls des Ersatz-Auslösesignals esh aus.

Fig. 6 zeit eine Ausgestaltung für den Umschalter 634 mit einfachen, elektronischen logischen Gattern. Dazu ist jeder der Ausgänge 632, 633 mit je einem ersten Eingang 698 bzw. 699 je eines Und-Gatters 700 bzw. 701 verbunden, deren Ausgänge 702 bzw. 703 mit je einem Eingang eines NOR-Gatters 704 verknüpft sind. Der Ausgang des NOR- Gatters 704 ist mit der Leitung 635 für das Schiebe­ signal sh verbunden. Ein zweiter Eingang 705 des Und- Gatters 700 ist mit dem Ausgang des Inverters 678, ein zweiter Eingang 706 des Und-Gatters 701 ist mit dem Ausgang 647 verbunden. Auf diese Weise wird durch das Auswahlsignal SPERL wechselweise eines der beiden Und- Gatter 700, 701 für die Impulse von den Ausgängen 632 bzw. 633 freigeschaltet.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung wiedergegeben, mit der, abhängig vom Soll-Phasen­ signal sui, die umschaltbare Referenzspannung Ur erzeugt werden kann. Diese Anordnung weist einen Referenz­ spannungsteiler aus drei in Reihe zueinander geschalteten Widerständen 707, 708, 709 auf, der zwischen zwei Bezugs­ spannungsanschlüssen 710, 711 eingefügt ist. Den Bezugs­ spannungsanschlüssen 710, 711 können beispielsweise eine positive und eine negative Versorgungsspannung oder auch eine positive Versorgungsspannung und Massepotential zugeführt werden. Von jedem der Verbindungspunkte der Widerstände 707, 708 bzw. 708, 709 ist eine Verbindung mittels eines Schalterelementes 712 bzw. 713 an den Referenzspannungseingang 615 des Komparators 614 geführt. Das Schalterelement 712 wird über einen Inverter 714, das Schalterelement 713 unmittelbar vom Soll-Phasensignal sui geschaltet. Die Schalterelemente 712, 713 sind der Über­ sichtlichkeit halber in Fig. 7 als mechanische Schalter abgebildet, können aber ebenso mit elektronischen Bauteilen ausgeführt sein.

Claims (12)

1. Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines kollektor­ losen Gleichstrommotors ohne Kommutierungssensor mit mindestens zwei Wicklungen (608, 609, 610), in der das Kommutieren des Motorstroms von einer Wicklung zur im Bewegungssinn des Gleichstrommotors nächsten Wicklung durch ein impulsförmiges Schiebesignal (sh) hervorgerufen wird, welches aus dem Erreichen einer Referenz­ spannung (Ur) durch eine im Gleichstrommotor induzierte Spannung (ui) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebesignal (sh) von der Drehgeschwindigkeit des Gleichstrommotors abhängig ein­ stellbare Impulsdauern (td1, td2) aufweist, daß die Impulse des Schiebesignals (sh) wenigstens die Zeitinter­ valle abdecken, in denen in der induzierten Spannung (ui) durch das Kommutieren hervorgerufene Ausgleichsvorgänge stattfinden, und daß die Impulse des Schiebesignals (sh) zum Ausblenden von durch das Kommutieren hervorgerufenen Ausgleichsvorgängen in der induzierten Spannung (ui) herangezogen werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauern (td1, td2) des Schiebesignals (sh) in Abhängigkeit von der Dreh­ geschwindigkeit des Gleichstrommotors auf fest vorgebbare Werte umschaltbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 in Kombination mit einer Steuerschaltung zur Kommutierung eines kollektorlosen Gleichstrommotors ohne Kommutierungs­ sensor mit einem permanentmagnetischen Läufer oder Ständer beliebiger Polpaarzahl und einem zugeordneten Ständer bzw. Läufer mit wenigstens zwei Wicklungen (608, 609, 610), die ein Mehrphasensystem bilden, von dem jede Phase in Abhängigkeit von Spannungen, die das permanentmagnetische Feld des Läufers in die Wicklungen induziert, mittels elektronischer Schaltelemente je nach Kommutierungszustand zur Durchführung von Kommutierungsschritten an die Minus­ und/oder Plus-Pole einer Spannungsquelle schaltbar ist, wobei bei Motoren ohne Sternpunkt (611) oder ohne heraus­ geführten Sternpunkt (611) laufend eine Sternpunktspannung berechnet wird, wobei zur Ermittlung der Fortschaltzeit­ punkte (t2, t6) der Kommutierung immer die induzierte Spannung (ui) derjenigen Wicklung (608, 609 bzw. 610) herangezogen wird, welche nicht an die Spannungsquelle geschaltet ist, und-die Kommutierung ausgelöst wird, nachdem diese induzierte Spannung (ui) die Referenz­ spannung (Ur) erreicht (Nulldurchgang), die einen Null­ pegel der induzierten Spannung (ui) repräsentiert.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Nulldurchgang (t1, t5) und dem Fortschaltzeitpunkt (t2, t6) der durch diesen Nulldurchgang (t1, t5) ausgelösten Kommutierung ein vorgebbares Verzögerungsintervall (tb) eingefügt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung weiter­ hin

• - eine Meßspannung (ui) durch Subtraktion der herausge­ führten oder berechneten Sternpunktspannung von einem Signal (uxj) berechnet wird, welches sich aus den Intervallen der Wicklungsspannungen (u1, u2, u3) zusammensetzt, in denen die Wicklungen (608, 609, 610) nicht mittels der elektronischen Schaltelemente an die Gleichstromquelle geschaltet sind,
• - ein Soll-Phasensignal (sui) erzeugt wird, das das für den jeweils herrschenden Kommutierungszustand des Motors richtige Vorzeichen der Meßspannung (ui) vorgibt,
• - ein Vergleichssignal (EXOR) erzeugt wird, das angibt, ob die tatsächlich auftretenden Vorzeichen (KOMP) der Meßspannung (ui) und das von dem Soll-Phasensignal (sui) vorgegebene Vorzeichen gleich oder verschieden sind, und das bei jedem Nulldurchgang (t1, t5) ausge­ löst wird,
• - ein Impuls des Schiebesignals nach Ablauf des Verzöge­ rungsintervalls (tb) nach Auslösen des Vergleichs­ signals (EXOR) durch den Nulldurchgang (t1, t5) erzeugt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine erste Zeitschaltung (621) umfaßt, der das Vergleichssignal (EXOR) zugeleitet wird, wenn kein Impuls des Schiebe­ signals (sh) ansteht, und von der nach Ablauf des Verzöge­ rungsintervalls (tb) ein Auslösesignal (shausl) zum Aus­ lösen eines Impulses des Schiebesignals (sh) abgegeben wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Schiebesignal-Erzeugungsstufe (604) umfaßt, der das Auslösesignal (shausl) zugeführt wird zum Auslösen der Erzeugung eines Impulses des Schiebesignals (sh).

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebesignal-Erzeugungs­ stufe (604) wenigstens zwei weitere Zeitschaltungen (628, 629) umfaßt, von denen wahlweise die Impulse des Schiebe­ signals (sh) abgreifbar sind.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebesignal-Erzeugungs­ stufe (604) eine Zeitvergleichsstufe (642, 643, 644) umfaßt zum Vergleichen der Dauer der durch das Kommutieren hervorgerufenen Ausgleichsvorgänge mit einem Zeitnormal (tm) und zum Auswählen einer der weiteren Zeitschal­ tungen (628, 629) zur Abgabe des Schiebesignals (sh) je nach dem Ergebnis des Vergleiches.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitvergleichsstufe (642, 643, 644) ein Drehgeschwindigkeitssignal (D1) zugeleitet wird, das aus dem Vergleichssignal (EXOR) nach Ablauf des Verzögerungsintervalls (tb) abgeleitet wird.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 für ein Dreiphasensystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzustände der elek­ tronischen Schaltelemente und-das Soll-Phasensignal (sui) mittels binärer Verknüpfungen der Ausgänge eines Schiebe­ registers (5) gewonnen werden, das sechs Zustände zyklisch durchläuft und mittels des Schiebesignals (sh) fortge­ schaltet wird.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch eine Starthilfeeinrichtung (656), durch die ein Ersatz-Auslösesignal (esh) zum ersatzweisen Auslösen eines Impulses des Schiebesignals (sh) erzeugt wird, wenn das Auslösesignal (shausl) über eine vorbe­ stimmte Zeitdauer (ts) hinweg nicht auftritt.