DE69127808T2

DE69127808T2 - Stromregler für induktive last

Info

Publication number: DE69127808T2
Application number: DE69127808T
Authority: DE
Inventors: Itsuki Bahn
Original assignee: Sekoh Giken KK
Current assignee: Sekoh Giken KK
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2011-11-23
Also published as: WO1992010025A1; DE69127808D1; US5313149A; EP0512121A4; EP0512121B1; EP0512121A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung für eine induktive Last wie ein magnetisches Lager, einem Reluktanzmotor, einem Schrittmotor etc. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung können eine Stromversorgungs- Regelungsvorrichtung bereitstellen, die eine große induktive Last betätigen kann, ohne eine elektrische Hochspannungs-Leistungsquelle zu benutzen, wodurch die Ansprechempfindlichkeit einer Stromversorgungsregelung für eine induktive Last verbessert wird.
Herkömmlicherweise ist in dem Fall, in dem eine große induktive Last zu betätigen ist, eine Stromversorgungs-Regelungsschaltung zwischen die induktive Last und eine elektrische Hochspannungs-Leistungsquelle eingesetzt, so daß das Anlegen der Hochspannung durch die Stromversorgungs-Regelungsschaltung geregelt werden kann. Um beispielsweise ein magnetisches Schweben eines Rotorelements in einem magnetischen Lager (d. h. einem Linearmotor), das einen Elektromagnet benutzt, der zu einer großen induktiven Erregerspule gehört, zu ermöglichen, wird an die Erregerspule eine Hochspannung angelegt, um steil einen Erregerstrom aufzubauen.
Ferner wird in einem Reluktanzmotor mit einer Erregerspule, die eine recht große Induktivität für ihren Anker besitzt, während eines Aufbau-Zeitintervalls eines Erregerstroms eine Spannung an eine Stromversorgungsschaltung angelegt, die 5 bis 10mal so groß ist wie eine normale Spannung zum Erlangen eines normalen Motorausgangsdrehmoments, um schnell den Erregerstrom aufzubauen, so daß verhindert wird, daß das Motorausgangsdrehmoment sich unerwünscht verringert. Auch wird eine magnetische Energie, die in der Erregerspule gespeichert ist, zu einer elektrischen Leistungsquelle während eines Abfallflanken-Zeitintervalls des Erregerstroms zurückgeführt, wodurch der Erregerstrom schnell abfällt, so daß verhindert wird, daß ein Gegenmoment erzeugt wird.
Dennoch ist eine Spannung, die erforderlich ist, um ein magnetisches Schweben eines Rotorelements in einem magnetischen Lager zu ermöglichen, oder eine Spannung, die an eine Erregerspule eines Reluktanzmotors angelegt wird, zum Aufbauen einer Erregerspule so groß, daß eine Spannung für die elektrische Leistungsquelle außerordentlich groß wird.
Falls ferner eine an einen Reluktanzmotor angelegte Spannung nicht ausreichend ist, wird eine Aufbau- oder Anstiegs- und eine Abfallflanke eines Erregerstroms so langsam, daß nicht nur eine Drehmomentverringerung in ihrem Aufbau-Zeitintervall auftritt, sondern auch ein Gegenmoment in ihrem Abfallflanken-Zeitintervall auftritt. Dies bedeutet, daß der Motor nicht mit hoher Geschwindigkeit angetrieben werden kann.
Beispielsweise in dem Fall, in dem ein konventioneller Reluktanzmotor durch eine Batterie als eine Antriebsquelle für ein selbstgetriebenes Fahrzeug angetrieben wird, kann die Drehzahl des Motors auf nicht mehr als einige hundert Umdrehungen pro Minute erhöht werden. Auf diese Art und Weise wird der Motor keinen praktischen Nutzen haben. Auch ein Schrittmotor besitzt ähnliche Probleme.
Beispiele für Stromversorgungs-Regelungsvorrichtungen für einen Reluktanzmotor können auf den Seiten 3 bis 10 in der folgenden Veröffentlichung gefünden werden: PESC '89 RECORD Q, Volume 1, re: the 20th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, stattgefünden im Juni 1989 in Milwaukee USA.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 unterscheidet sich von der früheren europäischen Patentanmeldung EP-A-5 11 398 dadurch, daß sowohl das erste als auch das zweite Schaltelement durch den Zerhacker gesteuert ist.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 unterscheidet sich von der früheren europäischen Patentanmeldung EP-A-443 032 dadurch, daß der Kondensator parallel mit der Diode zur Rückflußverhinderung verbunden ist.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung bereitzustellen, mit der eine große induktive Last betätigt werden kann, ohne daß eine elektrische Hochspannungs-Leistungsquelle benötigt wird, und die ferner die Ansprechempfindlichkeit in einer Stromversorgungsregelung für eine induktive Last verbessern kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung für eine induktive Last bereit mit: einem ersten und einem zweiten Schaltelement, die zwischen eine elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle und eine induktive Last eingesetzt sind; einer ersten und einer zweiten Diode, die in Sperr-Richtung jeweils mit Verbindungseinheiten verbunden sind, die jeweils aus einem von dem ersten und dem zweiten Schaltelement und einer induktiven Last bestehen; einer Stromerfassungsschaltung zum Erzeugen einer Erfassungsspannung für einen Strom, der in der induktiven Last fließt; einer Diode zur Rücktlußverhinderung, die in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle auf Seiten der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle angeschlossen ist; einem Kondensator der parallel zu der Diode zur Rücktlußverhinderung angeschlossen ist; und einer Zerhackerschaltung zum Vergleichen der Erfassungsspannung der Stromerfassungsschaltung mit einer Standardspannung, die in ihrer Spannungssignalform veränderbar gesetzt ist, um erstes und zweites Schaltelement abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs ein- oder auszuschalten (durchzuschalten bzw. zu sperren).
Wenn die Erfassungsspannung die Standardspannung überschreitet, werden erstes und zweites Schaltelement ausgeschaltet; während dieses Ausschalt-Zeitintervalls der Schaltelemente wird durch die Wirkung der Diode wird zur Rückflußverhinderung verhindert, daß magnetische Energie, die in der induktiven Last gespeichert ist, zurück zu der elektrischen Gleichstrom- Leistungsquelle geführt wird; die magnetische Energie durch die erste und zweite Diode wird dem Kondensator zugeführt, um diesen mit einer Hochspannung aufzuladen, wodurch erreicht wird, daß ein Stromfluß in der induktiven Last schnell verringert wird, nachdem die Schaltelemente ausgeschaltet worden sind; und
wenn die Erfassungsspannung auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, sind erstes und zweites Schaltelement eingeschaltet, so daß bewirkt wird, daß eine Hochspannung, die gleich der Summe der Spannung, die in dem Kondensator geladen ist, und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle ist, an die induktive Last angelegt wird, so daß ein in der induktiven Last fließender Strom scharf aufgebaut werden kann.
Vorzugsweise ist die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung ferner mit einer Ladeinduktivität, einem dritten Schaltelement, das zwischen der Gleichstromquelle und der Ladeinduktivität eingesetzt ist, und einer dritten Diode, die zwischen der Ladeinduktivität und dem Kondensator eingesetzt ist, wobei magnetische Energie, die in der Ladeinduktivität gespeichert ist, dem Kondensator über die dritte Diode zugeführt wird, wenn das dritte Schaltelement ausgeschaltet ist.
Wie oben erläutert, werden gemaß der vorliegenden Erfindung, wenn die Erfassungsspannung, die den Stromfluß in der induktiven Last darstellt, die Standardspannung übersteigt, erste und zweite Schaltelemente, die zwischen der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle und der induktiven Last eingesetzt sind, ausgeschaltet. Gleichzeitig wird der Kondensator mit einer Hochspannung aufgrund der magnetischen Energie, die in der induktiven Last gespeichert ist, aufgeladen. Auf diese Art und Weise wird der Stromfluß in der induktiven Last, nachdem das Schaltelement ausgeschaltet worden ist, schnell verringert.
Wenn die Erfassungsspannung auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, werden erste und zweite Schaltelemente eingeschaltet. Auf diese Art und Weise wird die Hochspannung, die gleich der Summe der Spannung, die in dem Kondensator geladen ist, und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle ist, an die induktive Last angelegt, wodurch erreicht wird, daß der Stromfluß in der induktiven Last scharf ansteigt.
Demgemäß kann das Laden und Entladen der magnetischen Energie schnell ausgeführt werden, ohne daß eine höhere Spannung von der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle an die induktive Last für schnelles Ansteigen und Fallen des Erregerstroms angelegt werden muß. D.h., es kann die Ansprechempfindlichkeit des Erregerstroms in Bezug auf die Standardspannung verbessert werden.
Vorzugsweise wird, wenn das dritte Schaltelement, das zwischen der Diode zur Rückflußverhinderung und einer Ladeinduktivität eingesetzt ist, ausgeschaltet ist, die magnetische Energie, die in der Ladeinduktivität gespeichert ist, dem Kondensator über die dritte Diode zugeführt. Als Ergebnis kann die Ansprechempfindlichkeit der Erregerstromregelung weiter verbessert werden.
Fig. 1 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf ein magnetisches Lager angewandt wird;
Fig. 2 ist ein Graph, der eine Standardspannung zeigt, die an die Vorrichtung der Fig. 1 angelegt wird, und ein Erregerstrom, der in einer Erregerspule des Magnetlagers fließt, zusammen mit einer vergrößerten Ansicht des Erregerstroms gegen die Zeit;
Fig. 3 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die für einen Zweiphasen- Reluktanzmotor angewandt wird;
Fig. 5 ist ein Graph, der Positionserfassungssignale zeigt, die bei der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform angewandt werden, und den Erregerstrom, der durch die Erregerspule des Motors fließt, zusammen mit den Positionserfassungssignalen, die auf die Vorrichtung des modifizierten Beispiels der zweiten Ausführungsform angewandt werden;
Fig. 6 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, die auf einen Motor angewandt wird, zeigt;
Fig. 7 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 8 ist ein Schaltplan, der die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf einen Dreiphasen-Vollwellen- Reluktanzmotor angewandt wird;
Fig. 9 ist ein Graph, der die Positionserfassungssignale zeigt, die in der Vorrichtung der Fig. 8 angewendet werden, und einen Erregerstrom des Motors zusammen mit einem Erregerstrom eines konventionellen Motors;
Fig. 10 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß eines modifizierten Beispiels der vierten Ausführungsform zeigt;
Fig. 11 ist ein Schaltplan, der eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf einen Sechsphasen-Halbwellen- Schrittmotor angewendet wird, und
Fig. 12 ist ein Graph, der Pulssignale zeigt, die in der Vorrichtung der Fig. 11 angewendet werden, und einen Erregerstrom des Motors.
Im Folgenden wird eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung erläutert werden.
Diese Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung dient der Regelung eines Erregerstroms, der einer Erregerspule für ein magnetisches Lager als eine induktive Last zugeführt wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die Stromversorgurgs-Regelungsvorrichtung einen Transistor 3a, der zwischen einem Plus-Ausgangsanschluß 2a einer elektrischen Gleichstrom Leistungsversorgung und einem Ende einer Erregerspule 1 eingesetzt ist, und einen Transistor 3b auf, der zwischen einem Minus-Ausgangsanschluß 2b der elektrischen Gleichstrom- Leistungsversorgung und dem anderen Ende der Erregerspule 1 eingesetzt ist. Ein Magnetkern der Erregerspule 1 ist in Fig. 1 weggelassen. Eine Diode 4a ist in Sperr-Richtung mit reihengeschalteten Verbindungseinheiten verbunden, die aus dem Transistor 3a und der Erregerspule 1 bestehen. Eine Diode 4b ist in Sperr-Richtung mit einer reihengeschalteten Verbindungseinheit bestehend aus dem Transistor 3b und der Erregerspule 1 verbunden.
Eine Diode 6 zur Rückflußverhinderung ist zwischen dem Plus-Ausgangsanschluß 2a der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung und dem Transistor 3a eingesetzt, so daß sie in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle verbunden ist, wobei ein Kondensator 5, der eine kleine Kapazität hat, parallel zu der Diode 6 verbunden ist.
Ferner ist ein Widerstand 9 zum Erfassen eines Stromflusses durch die Erregerspule 1 zwischen dem Transistor 3b und dem Minus-Ausgangsanschluß 2b der elektrischen Gleichstrom- Leistungsversorgung eingesetzt, wobei eine Absolutwert-Schaltung 10 bestehend aus einer Gleichrichterschaltung 10 zwischen beiden Enden des Widerstandes 9 angeschlossen ist zum Erfassen eines Spannungsabfalls in dem Widerstand 9, was zum Anzeigen des Widerstandes 9 vorgesehen ist.
Ein Ausgangsanschluß der Absolutwert-Schaltung 10 ist mit einem Minus-Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 11 verbunden, wobei ein Plus-Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 11 mit einem Standardspannungs-Eingangsanschluß 12 verbunden ist. Ein Ausgangssignalanschluß des Operationsverstärkers 11 ist mit einem Eingangssignalanschluß einer Verstärkerschaltung 7 verbunden. Ferner ist ein Ausgangssignalanschluß der Verstärkerschaltung 7 nicht nur mit der Basis des Transistors 3b, sondern auch mit der Basis des Transistors 3a über eine Inverterschaltung verbunden.
In der Stromversorgungs-Regelungsschaltung, die wie oben erläutert aufgebaut ist, wird eine Standardspannung 14, die in Fig. 2 gezeigt ist, an den Standardspannungs- Eingangssignalanschluß 12 der Stromversorgungs-Regelungsschaltung angelegt. In Übereinstimmung mit einem Anlegen der Standardspannung 14 wird ein Hochpegelzustand- Ausgangssignal, das von dem Operationsverstärker 11 ausgesandt wird, in der Verstärkerschaltung 7 verstärkt und wiederum zu dem Transistor 3a über die Inverterschaltung und direkt zu dem Transistor 3b zugeführt, wobei die Kontinuität zwischen beiden Transistoren. 3a und 3b bewirkt wird.
Als Ergebnis wird die elektrische Gleichstrom-Leistungsversorgungs-Spannung der Erregerspule 1 über die Diode 6, beide Transistoren 3a und 3b und den Widerstand 9 zugeführt. Wenn der Erregerspule 1 Strom zugeführt wird, wird der Erregerstrom, wie durch die unterbrochene Linie 15 in Fig. 2 gezeigt, aufgebaut.
Darauf folgend, falls der Erregerstrom anwächst bis ein Ausgangssignal der Absolutwert- Schaltung 10 die Standardspannung 14, die an dem Plus-Eingangssignalanschluß des Operationsverstärkers 11 angelegt ist, überschreitet, wechselt ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 von einem Hochpegelzustand (H) zu einem Niedrigpegelzustand (L), um die Transistoren 3a und 3b auszuschalten (zu sperren).
In diesem Fall verhindert die Diode 6 zur Rückflußverhinderung, daß eine große magnetische Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, zu der elektrischen Gleichstrom- Leistungsversorgung über die Dioden 4a und 4b zurückgeführt wird. Andererseits fließt die gespeicherte magnetische Energie in den Kondensator 5, um diesen mit einer Hochspannung mit den in der Zeichnung gezeigten Polaritäten aufzuladen. D.h. die magnetische Energie der Erregerspule 1 wird in elektrostatische Energie des Kondensators 5 umgesetzt. Auf diese Art und Weise fällt der Erregerstrom steil ab.
Wenn der Erregerstrom bis zu einem vorbestimmten Wert; der durch eine Hysteresekennlinie des Operationsverstärkers 11 definiert ist, abgefallen ist, kehrt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 auf einen Hochpegelzustand zurück, um die Transistoren 3a und 3b einzuschalten (durchzuschalten). In diesem Fall wird eine Hochspannung, die gleich der Summe einer geladenen Spannung des Kondensators und einer Spannung der elektrischen Gleichstrom Leistungsquelle ist, an die Erregerspule 1 angelegt, um den Erregerstrom scharf aufzubauen.
Darauf folgend wird der Erregerstrom weiter durch die elektrische Gleichstrom- Leistungsversorgungs-Spannung erhöht. Wenn der Erregerstrom bis zu einem Wert angestiegen ist, der der Standardspannung 14 entspricht, wechselt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers auf einen Niedrigpegelzustand, um die Transistoren 3a und 3b auszuschalten. Auf diese Weise wird der Erregerstrom durch eine Zerhackerschaltung, bestehend aus der Verstärkerschaltung 7, dem Widerstand 9, der Absolutwert-Schaltung 10 und dem Operationsverstärker 11 zerhackergeregelt, wobei verursacht wird, daß der Erregerstrom entlang einer Kurve 15, die proportional zu der Standardspannung 14 ist, sich verändert.
Als nächstes wird die Zerhackerregelung weiter mit Bezug zu Fig. 2 erläutert werden, die eine vergrößerte Ansicht des Erregerstroms gegenüber der Zeit in der Nähe des Zeitpunkts zeigt, bei dem die Schaltung erregt wird, was durch die unterbrochene Linie 16 angezeigt ist.
Wenn die Transistoren 3a und 3b eingeschaltet werden, wird eine Hochspannung aufgrund einer elektrostatischen Energie, die in dem Kondensator 5 gespeichert ist, an die Erregerspule 1 angelegt, wodurch verursacht wird, daß die Erregerspule 1 schnell, wie durch eine Kurve 15a der Fig. 2 gezeigt, aufgebaut wird. In diesem Fall wird ein Energieverlust, der aufgrund eines Widerstandes der Erregerspule 1 auftritt, durch die elektrische Gleichstrom- Leistungsversorgung bei einer letzten Stufe des Aufbau-Zeitintervalls des Erregerstroms kompensiert.
Wenn der Erregerstrom die Kurve 14a erreicht hat, die sich entsprechend der Standardspannung 14 verändert, werden die Transistoren 3a und 3b ausgeschaltet, wodurch verursacht wird, daß die magnetische Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, dem Kondensator 5 zugeführt wird, so daß der Erregerstrom steil ablällt, wie durch eine Kurve 15b gezeigt.
Durch Wiederholen des obigen Zyklus verändert sich der Erregerstrom gegenüber seiner oberen Grenze der Kurve 14a, wie durch Sägezahnkurven 15a bis 15d in Fig. 2 gezeigt. Wie aus der Tatsache vermutet werden kann, daß die Erregerspule 1 und der Kondensator 5 elektrische Merkmale haben, die ähnlich einer parallelen Resonanzschaltung sind, und zwar derart, daß eine Resonanzfrequenz der Erregerspule 1 und des Kondensators 5 sich vergrößert, wenn die Kapazität des Kondensators 5 kleiner wird, und eine zeitliche Breite der entsprechenden Erregerstromabschnitte 15a bis 15d basierend auf der Kapazität des Kondensators 5 bestimmt wird, so daß sie klein wird, wenn die Kapazität klein wird.
In dem Fall, bei dem eine konventionelle Vorrichtung, die eine hohe Gleichspannung von der elektrischen Leistungsversorgung anlegt, um das Laden und Entladen der magnetischen Energie zu erleichtern, ergab sich eine Begrenzung bei der Verringerung der zeitlichen Breite entsprechender Erregerstromabschnitte 15a bis 15d. D. h., es ergab sich eine Begrenzung bei der Vergrößerung einer Zerhackerfrequenz. Wenn dementsprechend die zeitliche Breite (gezeigt durch einen Pfeil 8 in Fig. 2) der Standardspannung 14 auf ungefähr 100 µsec verringert wird, wird die Ansprechempfindlichkeit des Erregerstroms zu der Standardspannungsveränderung wesentlich verschlechtert werden.
Im Gegensatz dazu kann gemäß dieser Ausführungsform eine gute Ansprechempfindlichkeit sogar in einer hohen Zerhackerfrequenz bei Gebrauch eines Kondensators 5 mit kleiner Kapazität gehalten werden. Ferner ist es nicht erforderlich, speziell eine Hochspannung zu benutzen und damit ist eine normale Spannung entsprechend einem Erregerstromfluß in der Erregerspule 1 ausreichend für die Stromversorgungsregelung dieser Ausführungsform.
Entsprechend einer Messung, die durch die Erfinder dieser Anmeldung ausgeführt worden ist, in dem Fall, bei dem eine Erregerspule eines Reluktanzmotors, der eine Ausgangsleistung von ungefähr 300 Watt hat, durch eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung geregelt wird, die einen Kondensator 5 von 0,1 µF benutzt, der ähnlich dem einen ist, der in dieser Ausführungsform definiert ist, spricht der Erregerstrom 15 scharf auf die Veränderung der Standardspannung 14 sogar bei einer Hochzerhackertrequenz entsprechend einer Erregerstrom- Abschnittsbreite von 0,5 µsec an.
Auf diese Weise kann in Übereinstimmung mit der Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung dieser Ausführungsform die Ansprechempfindlichkeit des Erregerstroms auf die Standardspannung in einer großen induktiven Last verbessert werden.
Demgemäß kann das magnetische Schweben des Rotorelements in dem magnetischen Lager genauer durch Ausführen der Stromversorgungsregelung für die elektromagnetische Spule in dem Magnetlager, wie oben beschrieben, ausgeführt werden.
Die oben erläuterte erste Ausführungsform kann auf unterschiedliche Weise modifiziert werden.
Z.B. kann anstatt der Stromversorgungsregelung für die Erregerspule in dem Magnetlager die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung der ersten Ausführungsform auf eine Stromversorgungsregelung für einen Anker (einer Erregerspule) des Motors verwendet werden.
Ferner können die Transistoren 3a und 3b durch ein Hochgeschwindigkeits-Schaltelement, wie ein IGBT etc., ersetzt werden, wodurch die Ansprechempfindlichkeit in der Stromversorgungsregelung weiter verbessert werden kann.
Desweiteren kann die Standardspannung 14, gezeigt in Fig. 2, durch eine Sinuswellen- Standardspannung ersetzt werden, um die Vorrichtung dieser Ausführungsform für ein invertergeregeltes Gerät anwendbar zu machen, wobei eine Induktionsvorrichtung, die mit einer hohen Geschwindigkeit rotieren kann und die weniger von Schwingungen beeinflußt ist, erlangt werden kann.
Obwohl die Diode 6 zur Rückflußverhinderung auf Seiten des Plus-Ausgangssignalanschlusses 2a der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung in der ersten Ausführungsform bereitgestellt wird, kann eine Diode 6a auf Seiten des Minus-Ausgangssignalanschlusses 2b der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung angeordnet sein, wie es durch eine Strichlinie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Fall ist dennoch ein Kondensator Sb parallel zu der Diode 6a angeschlossen.
Fig. 3 zeigt eine andere Modifikation der ersten Ausführungsform. Diese modifizierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform derart, daß die Zerhackerschaltung anders aufgebaut ist. D. h., daß eine Differenzschaltung 11a, eine monostabile Schaltung 13 und eine Inverterschaltung 13a verwendet werden anstatt der Verstärkerschaltung 7 der Fig. 1.
Wenn der Erregerstrom die Standardspannung 14 überschreitet, um das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 von einem Niedrigpegelzustand auf einen Hochpegelzustand zu verändern, erzeugt die Differenzschaltung 11a einen Differenzpuls. Als Antwort auf diesen Differenzpuls wird die monostabile Schaltung 13 ausgelöst, so daß ein Puls ausgegeben wird, der eine vorbestimmte zeitliche Breite autweist.
Die Breite dieses Ausgangspulses wird gemäß einer Kapazität des Kondensators 5 erfaßt. Z.B. kann sie gleich der zeitlichen Breite entsprechender Erregerstromabschnitte 15a bis 15d, die in Fig. 2 gezeigt sind, gesetzt werden. Dieser Ausgangspuls wird durch die Inverterschaltung 13a den Transistoren 3a und 3b zugeführt, so daß sie ausgeschaltet werden.
Wenn dann der Ausgangspuls gelöscht ist, werden die Transistoren 3a und 3b wieder eingeschaltet. D.h., die Zerhackerfunktion wird in der selben Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Die Diode 6a kann auch, wie durch eine unterbrochene Linie in Fig. 3 gezeigt, auf Seiten des Minus-Ausgangssignalanschlusses 2b der elektrischen Gleichstrom- Leistungsversorgung eingesetzt sein, und der Kondensator 5b kann parallel zu der Diode 6a angeschlossen sein.
Im Folgenden mit Bezug zu Fig. 4 und 5 wird eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, die für einen Zweiphasen-Reluktanzmotor verwendet wird.
Die Vorrichtung der zweiten Ausführungsform dient als Stromversorgungs-Regelungseinheit zum Regeln des Stroms, der zu einer Einphasen- und einer Zweiphasen-Ankerspule (Erregerspulen) 1 und 1a in einem Zweiphasen-Reluktanzmotor zugeführt wird als eine erste und eine zweite induktive Last, abhängig von den Positionserfassungssignalen 17a bis 17d, ---, gezeigt in Fig. 5.
Ein Schaltungsaufbau, der sich auf Erregerspulen 1 bzw. 1a in der Stromversorgungs- Regelungsvorrichtung bezieht, ist der selbe wie in der ersten Ausführungsform In Fig. 4 sind Schaltungskomponenten, die sich auf die Erst-Phasenerregerspule 1 beziehen, bezeichnet wie entsprechende Komponenten der Fig. 1, wohingegen Schaltungskomponenten, die sich auf die Zweit-Phasenerregerspule 1a beziehen, mit dem Zusatz a versehen sind. Ferner werden zwei Transistoren, die sich auf die Zweit-Phasenerregerspule 1a beziehen, mit dem Bezugszeichen 3c und 3d bezeichnet, wohingegen zwei Dioden durch Bezugszeichen 4c und 4d bezeichnet sind.
Auf einen ersten Standardspannungs-Eingangssignalanschluß 12 werden Rechtecksignalform- Positionserfassungssignale 17a, 17c, ---- angewandt. Diese werden aufeinanderfolgend bei regulären Intervallen eines vorbestimmten elektrischen Winkels von einer Positionerfassungsvornchtung (nicht gezeigt) im Verhältnis zu einer Drehposition eines Rotors des Zweiphasen- Reluktanzmotors (nicht gezeigt) ausgegeben, wohingegen auf einen zweiten Standardspannungs-Eingangssignalanschluß 12a Rechtecksignalform-Positionserfassungssignale 17b, 17d, angewandt werden. Diese Positionserfassungssignale 17a bis 17d, ---, haben eine Breite mit gleichern elektrischen Winkel.
In einer Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung, die wie oben aufgebaut ist, wird, wenn das Positionserfassungssignal 17a eines Hochpegelzustandes zu dem ersten Standardspannungs- Eingangssignalanschluß 12 eingegeben wird, die Zerhackerregelung in der selben Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt, und ein Erregerstrom entsprechend einem Wert des Positionserfassungssignals 17a fließt in die Erst-Phasenerregerspule 1. Wenn das Hochpegelzustandssignal 17a erloschen ist, werden die Transistoren 3a und 3b ausgeschaltet, wodurch verursacht wird, daß der Kondensator 5 durch einen Strom geladen wird, der aufgrund der Entladung von der magnetischen Energie auftritt, die in der Erst-Phasenerregerspule 1 gespeichert ist.
Darauffolgend, wenn das Positionserfassungssignal 12b zu dem zweiten Standardspannungs- Eingangssignalanschluß 12a der Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung eingegeben worden ist, kommt ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11a auf einen Hochpegelzustand, da ein Ausgangssignal der Absolutwert-Schaltung 10a nicht größer als der Betrag des Signals 12a ist. Demgemäß werden die Transistoren 3c und 3d abhängig von einem Ausgangssignal von der Verstärkerschaltung 7a eingeschaltet.
In diesem Fall werden sowohl die geladene Spannung in dem Kondensator als auch die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung an die Zweit-Phasenerregerspule 1a angelegt, so daß verursacht wird, daß Erregerstrom in der Erregerspule 1a fließt, um scharf aufgebaut zu werden. Danach wird die elektrische Leistungsversorgungs-Spannung durch die Diode an die Erregerspule 1a angelegt, so daß eine Stromversorgung zu der Erregerspule 1a gehalten wird.
Ferner kann aufgrund der Funktion, die durch die Zerhackerschaltung einschl. des Operationsverstärkers 11a ausgetührt wird, der Erregerstrom bei einem Betrag gehalten werden, der dem Positionserfassungssignal 17b proportional ist. Wenn das Signal 17b erloschen ist, so daß die Erregerspule 1a deaktiviert wird, wird die magnetische Energie, die in der Erregerspule 1a gespeichert ist, dem Kondensator 5 über die Dioden 4c und 4d zugeführt, so daß dieser bei einer Hochspannung aufgeladen wird. Auf diese Art und Weise wird die magnetische Energie in elektrostatische Energie des Kondensators 5 umgesetzt.
Desweiteren fällt aufgrund dieser Energieumwandlung der Erregerstrom, der in der Erregerspule 1 fließt, steil ab. Als nächstes, in Abhängigkeit von der Anwendung des Positionserfassungssignals 17c auf den Eingangssignalanschluß 12 der Stromversorgungs- Regelungsvorrichtung, wird der Erregerstrom, der in der ersten Erregerspule 1 fließt, schnell aufgebaut, ist dann zerhackergeregelt und schließlich steil abnehmend.
In Fig. 5 bezeichnen Strichlinien 18a bis 18d Erregerströme; ein Pfeil 19a bezeichnet einen Abschnitt eines elektrischen Winkels von 180 Grad; und ein Pfeil 19b bezeichnet einen Stromversorgungsabschnitt von beispielsweise 150 Grad.
Da, wie oben erläutert, sowohl das Aufbauen (Ansteigen) als auch das Abfallen des Erregerstroms steil ist, sind Momentverringerung in dem Aufbau-Zeitintervall des Erregerstroms und Gegenmomenterzeugung in seinem Abfallflanken-Zeitintervall im Vergleich zu einem konventionellen Reluktanzmotor weitgehend unterdrückt, so daß ein Reluktanzmotor mit einem Anker (einer Erregerspule) ausgestattet werden kann, der eine merkbar größere Induktivität hat, um bei einer höheren Geschwindigkeit betrieben zu werden.
Die oben erläuterte zweite Ausführungsform kann verschiedenartig modifiziert werden.
Beispielsweise kann die zweite Ausführungsform für Anwendungen auf einen Dreiphasen- Reluktanzmotor, der eine Erst-, eine Zweit- und eine Dritt-Phasenankerspule 1, 1a und 1b als eine erste, eine zweite und eine dritte induktive Last aufweist, modifiziert werden. Im Allgmeinen werden Phasenankerspulen 1, 1a bzw. 1b aus mehreren Ankerspulen gebildet, denen ein Gleichphasenerregerstrom zugeführt wird. Die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung dieser modifizierten Ausführungsform betrifft die Dritt-Phasenankerspule 1b und beinhaltet einen Schaltungsblock A, der durch die unterbrochene Linie in Fig. 4 gezeigt ist. Der Schaltungsblock A beinhaltet die selben Schaltkomponenten wie diejenigen, die zu den Erst- und Zweit- Phasenankerspulen 1 und 1a gehören.
Einem Eingangssignalanschluß 12 der Stromversorgungs-Regelungsschaltung, die die Erst- Phasenankerspule 1 betrifft, wird mit Positionserfassungssignalen 20a, 20b, ---, versorgt, wobei jedes eine Breite des elektrischen Winkels von 180 Grad hat, und die um 180 Grad voneinander beabstandet sind (wie in Fig. 5 gezeigt). In Abhängigkeit von diesen Positionserfassungssignalen wird eine Stromversorgungsregelung der Erst-Phasenankerspule 1 in der selben Weise wie in der zweiten Ausführungsform ausgeführt.
Ähnlich wird in Abhängigkeit von den Positionserfassungssignalen 21a, 21b, ----, die dem Eingangssignalanschluß 12a zugeführt werden, eine Stromversorgungsregelung der Zweit- Phasenankerspule 1a ausgeführt, wohingegen in Abhängigkeit von den Positionserfassungssignalen 22a, 22b, ----, die dem Eingangssignalansch[uß 12b zugeführt werden, eine Stromversorgungsregelung der Dritt-Phasenankerspule 1b ausgeführt wird. Phasen der Positionserfassungssignale 21a, 21b, --- werden um einen elektrischen Winkel von 120 Grad von denen der Positionserfassungssignale 20a bzw. 20b, --- verzögert, wohingegen Phasen der Positionserfassungssignale 22a, 22b, --- um einen elektrischen Winkel von 120 Grad zu denen der Positionserfassungssignale 21a bzw. 21b, --- verzögert werden.
Demgemäß wird eine Phase des Erregerstroms, der durch die Zweit-Phasenankerspule 1a fließt, um einen elektrischen Winkel von 120 Grad zu einer Phase des Erregerstroms, der durch die Erst-Phasenankerspule 1 fließt, verzögert, wohingegen eine Phase des Erregerstroms, der durch die Dritt-Phasenankerspule 1b fließt, um einen elektrischen Winkel von 120 Grad von der Phase des Erregerstroms, der durch die Zweit-Phasenankerspule 1a fließt, verzögert. Gemäß dieser modifizierten Ausführungsform kann entsprechend ein Phasenerregerstrom, der eine im Wesentlichen rechteckige Signalform hat, erlangt werden. Auf diese Art und Weise kann der Motor mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden.
Die zweite Ausführungsform kann für Anwendungen mit einem n-Phasengleichstrommotor modifiziert werden, der n-Teile (n=2, 3, ---) der Ankerspule als induktive Lasten beinhaltet. Die n-Teile der Ankerspule werden jeweils von mehreren Ankern gebildet, die mit dem selben Phasenstrom versorgt werden.
Die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung der wie oben modifizierten Ausführungsform wird mit Positionserfassungssignalen von verschiedenen Phasen versorgt, die aufeinanderfolgend um (360/n) Grad verzögert sind. Positionserfassungssignale verschiedener Phasen haben die selbe 180-Grad-Breite und sind voneinander um 180 Grad beabstandet. Die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung beinhaltet n-Teile von Dioden zur Rückflußverhinderung und n- Teile eines Kondensators mit kleiner Kapazität, die jeweils den n-Teilen der induktiven Last entsprechen. Und in Abhängigkeit von der Anwendung entsprechender Phasenpositionserfassungssignalen werden entsprechende Phasenankerspulen aufeinanderfolgend mit Erregerstrom von einer Breite des elektrischen Winkels von 180 Grad mit einer Phasendifferenz von (360/n) Grad versorgt.
Desweiteren kann die zweite Ausführungsform für Anwendung bei einem n- Phasenschrittmotor modifiziert werden. In diesem Fall wird die selbe Stromversorgungs- Regelungsvorrichtung wie diejenige benutzt, die bei der obigen Modifikation für den n- Phasengleichstrommotor angewendet wurde. Die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung führt die Stromversorgungsregelung auf der Basis der Positionserfassungssignale verschiedener Phasen aus, die sich voneinander in einer zeitlichen Breite von 2T/n (T bezeichnet eine vorbestimmte zeitliche Breite) unterscheiden.
Im Folgenden wird mit Bezug zu Fig. 6 eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, die auf einen Motor angewendet wird, erläutert.
Diese Ausführungsform hat grundsätzlich den selben Aufbau wie die erste Ausführungsform (Fig. 1). Die gleichen Schaltungskomponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so daß ihre Erläuterungen hier teilweise ausgelassen werden. Diese Ausführungsform fünktioniert grundsätzlich in der selben Weise wie die erste Ausführungsform Damit wird die Erläuterung ihres Betriebs teilweise ausgelassen. Fig. 6 zeigt Schaltungskomponenten, die sich nur auf eine Phase des Motors beziehen.
Die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung, die in Fig. 6 gezeigt ist, weist eine UND- Schaltung 48a auf, die einen Eingangssignalanschluß hat, der mit dem Ausgangssignalanschluß des Operationsverstärkers 11 anstatt mit der Verstärkerschaltung 7 der Fig. 1 verbunden ist. Die UND-Schaltung 48a hat den anderen Eingangssignalanschluß 47a, dem ein Positionserfassungssignal (nicht gezeigt) zugeführt wird, das die Drehposition des Rotors des Motors darstellt.
Der Standardspannungs-Eingangssignalanschluß 12 wird mit einer Erregerstrom- Regelungsspannung (nicht gezeigt) versorgt, die der Standardspannung 14 der ersten Ausführungsform entspricht. Ferner ist der Kondensator 5 in Reihe mit der Diode 6 zur Rückflußverhinderung verbunden. Demgemäß ist die dritte Ausführungsform nicht in Übereinstimmung mit den Ansprüchen.
Desweiteren beinhaltet die Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung eine Induktivität 41a, die von einem Ferritmagnetkern gebildet wird, der einen geschlossenen magnetischen Weg besitzt und zu einer Spule gehört. Diese Ladeinduktivität 41a hat ihr eines Ende mit dem Betriebsspannungsanschluß 2c verbunden, der beispielsweise für die geteilte Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung vorgesehen ist, wohingegen ihr anderes Ende nicht nur über den Transistor 43c und einen Widerstand mit dem Minus-Ausgangssignalanschluß 2b der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung angeschlossen ist, sondern auch über die Diode 44c mit dem Kondensator 5 verbunden ist.
Die Basis des Transistors 43 ist über einen Widerstand mit einem Regelungsspannungs- Eingangssignalanschluß 47 verbunden und ferner über den Transistor 43d mit einem Ausgangssignalanschluß einer UND-Schaltung 48a verbunden.
Mit der obigen Anordnung, falls ein Hochpegel-Positionserfassungssignal auf die UND- Schaltung 48a in dem Zustand angewendet wird, in dem die Erregerstrom-Regelspannung 14 auf den Standardspannungs-Eingangssignalanschluß 12 angewendet wird und der Steueranschluß der UND-Schaltung 48a als Antwort auf ein Hochpegelzustandssignal, das von dem Operationsverstärker 11 zugeführt wird, geöffnet ist, werden die Transistoren 3a und 3b aktiviert.
Wenn auf der anderen Seite das Positionserfassungssignal erloschen ist, werden die Transistoren 3a und 3b ausgeschaltet. In Abhängigkeit von dem Ein- und Ausschalten der Transistoren 3a und 3b funktioniert jede Komponente der Stromversorgung-Regelungsvorrichtung in der selben Weise, wie in der ersten Ausführungsform, um die Erregerspule 1 zu regeln. Auf diese Art und Weise wird der Erregerstrom, der durch die Erregerspule 1 fließt, schnell aufgebaut und dann bei einem Wert gehalten, der der Erregerstrom-Regelungsspannung entspricht, um am Ende schnell abzufallen.
Während des obigen Stromversorgungs-Regelungsbetriebs tritt nicht nur ein Joule- Energieverlust aufgrund eines Widerstands der Erregerspule 1 auf, sondern es tritt auch Eisenverlust in einem magnetischen Kern der Erregerspule 1 auf. Diese Energieverluste steigen an, wenn die Induktivität der Erregerspule 1 ansteigt und auch wenn die Zerhackerftequenz ansteigt, was manchmal mit einem Verlust von ungefähr 30 % endet.
Falls der Energieverlust anwächst, nimmt eine elektrostatische Energie, die in dem Kondensator 5 gespeichert ist, ab. Ferner steigt ein Umsetzverlust an, wenn die elektrostatische Energie in magnetische Energie umgesetzt wird. In diesem Fall antwortet der Erregerstrom 15 nicht schnell auf die Erregerstrom-Regelungsspannung 14, die auf den Standardspannungs- Eingangssignalanschluß 12 angewendet wird. Diese Ausführungsform kann solch einen Nachteil durch Benutzung der Funktion der Ladeinduktivität 41a lösen.
Spezieller, wenn dem Regelungsspannungs-Eingangssignalanschluß 47 eine positive Spannung zugeführt wird, um den Transistor 43c anzuschalten, wird auf die Ladeinduktivität 41a eine Betriebsspannung vom Betriebsspannungsanschluß 2c angewendet. Auf diese Art und Weise wird eine magnetische Energie in der Ladeinduktivität 41a gespeichert. In solch einem Zustand, falls ein Hochpegelzustand-Ausgangssignal von der UND-Schaltung 48a ausgesendet wird, wird der Erregerspule 1 Erregerstrom zugeführt und der Transistor 43d wird eingeschaltet, wodurch verursacht wird, daß gleichzeitig der Transistor 43c deaktiviert wird.
In diesem Fall, wie es mit Bezug auf Fig. 1 erläutert wurde, wird auf die Erregerspule 1 nicht nur die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung angewandt, sondern auch die in dem Kondensator 5 aufgrund der magnetischen Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, geladenen Spannung.
Zusätzlich zu diesem wird in dieser Ausführungsform die magnetische Energie, die in der Induktivität 41a gespeichert ist, über die Diode 4c dem Kondensator 5 in einem Ausgangszustand des Stromversorgungs-Zeitintervalls zugeführt, so daß der Kondensator 5 mit Polaritäten, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind, geladen wird. Als Ergebnis wird die magnetische Energie in elektrostatische Energie umgesetzt. Entsprechend wird eine Ladespannung des Kondensators 5, der schon mit der magnetischen Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, aufgeladen worden ist, weiter erhöht. Folglich wird der Erregerstrom, der durch die Erregerspule 1 fließt, scharf anwachsen.
Als nächstes, wenn ein Ausgangssignal der UND-Schaltung 48a von einem Hochpegelzustand zu einem Niedrigpegelzustand wechselt, wird die Erregerspule 1 deaktiviert, so daß verursacht wird, daß der Kondensator 5 mit der magnetischen Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, geladen wird. Zur selben Zeit wird der Transistor 43d ausgeschaltet, wohingegen der Transistor 43c eingeschaltet wird, um Strom in die Induktivität 41a fließen zu lassen, so daß magnetische Energie darin gespeichert wird.
Wie es sich aus der obigen Erläuterung ergibt, wird Energieverlust in der Form von Kupfer- und Eisenverlust von der Ladeinduktivität 41a über die Diode 44c kompensiert. Dementsprechend wird sowohl der Aufbau als auch der Abfall des Erregerstroms steil. D. h. die Ansprechempfindlichkeit in der Stromversorgungsregelung kann verbessert werden.
Weiter ist es für die Ladeinduktivität 41a erwünscht, mit einem Strom versorgt zu werden, der einen Wert hat, der basierend auf dem Erregerstromwert bestimmt wird. Aus diesem Grund wird eine Betriebsspannung, die proportional zu der Spannung ist, die auf den Standardspannungs-Eingangssignalanschluß 12 angewandt wird, über den Anschluß 2c auf die Ladeinduktivität 41a angewandt. Andererseits wird eine Spannung, die proportional zu der Erregerstrom- Regelungsspannung 14 ist, von dem Anschluß 47 auf die Basis des Transistors 43c, der in einem aktiven Bereich betrieben wird, angewandt.
Diese dritte Ausführungsform kann auf verschiedene Weise modifiziert werden.
Beispielsweise, obwohl der Kondensator 5 in der dritten Ausführungsform mit der magnetischen Energie, die in der Ladeinduktivität 41a gespeichert ist, zu der Zeit geladen wird, bei der der Erregerstrom, der in der Erregerspule 1 fließt, aufgebaut wird, ist es auch vorteilhaft möglich, den Kondensator 5 zu einem Zeitpunkt, bei dem der Erregerstrom sich verliert, zu laden. In diesem Fall wird, wie durch eine unterbrochene Linie in Fig. 6 gezeigt, eine Inverterschaltung 43e eingesetzt.
Ferner kann die dritte Ausführungsform, wie in Fig. 7 gezeigt, modifiziert werden. Diese modifizierte Ausführungsform entspricht der modifizierten Ausführungsform der ersten Ausführungsform (Fig. 3) und wird grundsätzlich in der selben Weise, wie die dritte Ausführungsform und die modifizierte Ausführungsform der dritten Ausführungsform (Fig. 3) betrieben. Da der Kondensator 5 parallel zu der Diode 6 zur Rückflußverhinderung verbunden ist, ist Fig. 7 (im Gegensatz zu Fig. 6) in Übereinstimmung mit Anspruch 1.
Wenn die Ladeinduktivität 41a deaktiviert ist, wird der Kondensator 5 mit der Entladung der magnetischen Energie, die in der Induktivitität 41a gespeichert ist, geladen, um die in der Zeichnung gezeigten Polaritäten zu haben, und eine Spannung, die gleich einer Summe der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgungs-Spannung und der in dem Kondensator gespeicherten Spannung, wird auf die Erregerspule 1 angewendet, so daß der Erregerstrom scharf aufgebaut wird.
Darauf folgend fällt der Erregerstrom steil ab.
Desweiteren kann die dritte Ausführungsform in der selben Weise wie andere Modifikationen modifiziert werden, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erläutert worden sind.
Im Folgenden nun mit Bezug zu Fig. 8 wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einen Dreiphasen-Vollwellen-Reluktanzmotor angewendet wird, erläutert.
In Fig. 8 bezeichnet Bewgszeichen 1 eine Erst-Phasenerregerspule für einen Motor, wohingegen Bezugszeichen 1-1 eine Zweit-Phasenerregerspule bezeichnet. Die Dritt- Phasenerregerspule ist hier ausgelassen. Die Schaltungskomponenten, die zu der Erst- Phasenerregerspule 1 gehören, werden im Detail erläutert, wohingegen die Schaltungskomponenten, die der Zweit-Phasenerregerspule 1-1 entsprechen, vereinfacht sind, indem sie als ein Block A' in der Zeichnung gezeigt sind, und die Schaltungskomponenten, die die Dritt- Phasenerregerspule betreffen, sind ausgelassen.
Die Stromregelungsvorrichtung ist in der selben Weise wie die der Erst-, der Zweit- und der Dritt-Phasenerregerspule aufgebaut, die als induktive Lasten bereitgestellt sind und aufeinanderfolgend in einem Halbwellen-Stromversorgungs-Betriebszustand in Abhängigkeit von den Rechtecksignalform-Positionserfassungssignalen aktiviert werden, die den drei Eingangssignalanschlüssen zugeführt werden (zwei von diesen sind durch Bezugszeichen 47a, 47b bezeichnet). Die Positionserfassungssignale, die dem Eingangssignalanschluß 47a zugeführt werden, sind mit dem Bezugszeichen 117a, 117b bezeichnet, und das Positionserfassungssignal, das zu dem Eingangssignalanschluß 47b zugeführt wird, ist durch ein Bezugszeichen 118a in Fig. 9 bezeichnet.
Diese Positionserfassungssignale 117a, 117b, --- haben die selbe Breite eines elektrischen Winkels von 120 Grad und haben auch eine 360-Grad-Phasendifferenz voneinander. Die Positionserfassungssignale 118a, ---- haben eine 180-Grad-Phasendifferenz in Bezug auf die Positionserfassungssignale 117a, 117b, ---.
In einem konventionellen Reluktanzmotor baut, wenn die Stromversorgung zu der Erregerspule 1 in Abhängigkeit von der Anwendung des Positionserfassungssignal 117a beginnt, der Erregerstrom sich langsam entlang einer Kurve 119, die in Fig. 9 gezeigt ist, auf, aufgrund einer großen Induktivität der Erregerspule 1, wodurch verursacht wird, daß das Motorausgangsmoment abfällt.
Wenn ferner die Stromversorgung beendet wird, fällt der Erregerstrom langsam ab, aufgrund der magnetischen Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist. Demgemäß fließt der Erregerstrom sogar außerhalb von dem Positivmoments-Erzeugungsabschnitt 121a von 180 Grad, wodurch verursacht wird, daß ein Gegenmoment auftritt.
Wenn der Motor bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird, verringert sich die Breite des Positionserfassungssignals 117a, wohingegen die Breite des Momentverringerungs- Erzeugungsabschnitts oder die Breite eines Gegenmoment-Erzeugungsabschnitts nicht verringert wird, und auf diese Art und Weise wird die Stromversorgungs-Abschnittsbreite als Ganzes verringert, wodurch ein Hochgeschwindigkeitsantriebsbetrieb schwierig gemacht wird.
Um das obige Problem zu lösen, ist diese Ausführungsform in der selben Weise wie die dritte Ausführungsform aufgebaut. D. h., zu dem Zeitpunkt, bei dem die Stromversorgung zu entsprechender Erregerspule aufhört oder beginnt, wird der Kondensator 5 geladen oder entladen, um den Erregerstrom scharf aufzubauen oder ihn steil abfallen zu lassen. Mit dieser Anordnung kann die Stromversorgung zur Erregerspule in jeder Phase während der Positionserfassungssignalbreite ausgeführt werden.
Ferner wird die Ladeinduktivität 41a während einer Breite, die dem Positionserfassungssignal entspricht, aktiviert, so daß die magnetische Energie gespeichert wird. Dadurch wird der Kupfer- und Eisenverlust, der in der Erregerspule zu einem Zeitpunkt, bei dem die Stromversorgung zu der Erregerspule angehalten wird oder beginnt, auftritt, durch die magnetische Energie kompensiert, die in der Ladeinduktivität 41a gespeichert ist. Auf diese Art und Weise wird sowohl der Aufbau als auch der Abfall des Erregerstroms so scharf, daß der Motor bei einer hohen Geschwindigkeit von 100 000 Umdrehungen pro Minute mit einem großen Ausgangsdrehmoment betrieben werden kann.
Im Folgenden wird der Betrieb der Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung der Fig. 8 erläutert.
Eine UND-Schaltung 48a, Transistoren 3a, 3b, Dioden 4a, 4b, ein Widerstand 9 bzw. eine Absolutwert-Schaltung 10 fünktionieren in der selben Weise wie die dritte Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist. Auf einem Plus-Eingangssignalanschluß des Operationsverstärkers 11 wird eine Spannung angewendet, die durch Teilung der Standardspannung 14 (Fig. 2) des Standardspannungs-Eingangssignalanschlusses 12 durch den Widerstand 9' erlangt wird. Folglich ist der Erregerstrom, der durch die Erst-Phasenerregerspule 1 fließt, zu einem Wert zerhackergeregelt, der der Standardspannung 14, wie durch eine Kurve 122b in Fig. 9 gezeigt, entspricht.
Desweiteren funktionieren der Operationsverstärker 11' und die ihn umgebenden Schaltungskomponenten in der selben Weise, wie entsprechende Schaltungskomponenten der dritten Ausführungsform. Ein Eingangssignalanschluß der UND-Schaltung 48b wird ein Positionserfassungssignal 117a (Fig. 9) eines Hochpegelzustands zugeführt, der in die UND-Schaltung 48a einzugeben ist. Dadurch wird während eines Zeitintervalls des Positionserfassungssignals 117a der Ladeinduktivität 41a ein Strom zugeführt, der einen Wert hat, der durch die Standardspannung 14 begrenzt ist. Während dieses Zeitintervalls wird ein Entladestrom des Kondensators 5 über die Dioden 44c und 44d der Ladeinduktivität 41a zugeführt, wenn der Transistor 43c, in dem er zerhackgeregelt ist, ausgeschaltet ist.
Wenn das Positionserfassungssignal 117a von einem Hochpegelzustand zu einem Niedrigpegelzustand verändert wird, werden die Transistoren 3a und 3b ausgeschaltet. In diesem Fall lädt ein Entladestrom, der von der magnetischen Energie abgeleitet wird, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, den Kondensator 5 zu Polaritäten auf, die in der Zeichnung über die Dioden 4a, 4b und die elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgungen 2a und 2b gezeigt sind.
Zur selben Zeit wird der Kondensator 5 mit der magnetischen Energie, die in der Ladeinduktivität 41 gespeichert ist, über die Dioden 44c und 44d geladen. Demgemäß kann der Kondensator 5 bis zu eine Hochspannung aufgeladen werden.
Ferner werden in Abhängigkeit von der Anwendung der Hochpegelzustands- Positionserfassungssignale 118a, --- zu dem Eingangssignalanschluß 47b der Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung Transistoren, die an beide Enden der Zweit-Phasenerregerspule 1-1 angeschlossen sind, eingeschaltet, so daß die Erregerstromversorgung beginnt. In diesem Fall wird eine Spannung, die einer Summe der Ladespannung des Kondensators und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle entspricht, der Erregerspule 1 - 1 zugeführt, und der Erregerstrom wird, wie durch eine Kurve 123 der Fig. 9 gezeigt, scharf aufgebaut.
Anschließend, aufgrund einer Zerhackfünktion des Operationsverstärkers 11 etc., wird der Erregerstrom zerhackergeregelt, wie durch eine Strichlinie 123a gezeigt. Dann, wenn das Positionserfassungssignal 118a von einem Hochpegelzustand zu einem Niedrigpegelzustand schaltet, werden sowohl der Transistor, der mit der Erregerspule verbunden ist, als auch der Transistor 43c, der Ladeinduktivität 41a verbunden ist, gleichzeitig eingescha[tet, so daß erreicht wird, daß der Erregerstrom, wie durch eine Kurve 123c gezeigt, steil abfällt.
In Fig. 9 zeigt die Kurve 122d den Erregerstrom, der in der Erst-Phasenerregerspule 1 abhängig von dem Positionserfassungssignal 117b, das dem Eingangssignalanschluß 47a zugeführt wird.
Wie in Fig. 9 gezeigt, da jede Breite der Erregerstromkurve 122a bis 122c in einem Abschnitt 121b von einem elektrischen Winkel von 180 Grad ist, wird kein Gegenmoment erzeugt.
Da ferner der Erregerstrom im Wesentlichen eine Rechtecksignalform hat, wird keine Drehmomentverringerung erzeugt.
Desweiteren, um den Aufbau und den Abfall des Erregerstroms steil zu machen, ist die Kapazität des Kondensators 5 abhängig von dem Wert eines Stroms, der in der Erregerspule fließt und von einem Induktivitätswert der Erregerspule. Ferner wird ein Induktivitätswert der Ladeinduktivität 41a und der Wert eines Stroms, der in der Ladeinduktivität 41a fließt, basierend auf dem selben Kriterium bestimmt.
Desweiteren ist es möglich, den Motor bei einer konstanten Geschwindigkeit durch Veränderung der Standardspannung 14 zu betreiben, um den Motor zu drehen.
Fig. 10 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung der vierten Ausführungsform (Fig. 8).
Diese modifizierte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform dadurch, daß ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 nur zu einem (z. B. dem Transistor 3a) der zwei Transistoren zugeführt wird, die mit beiden Enden von jeder Phasenerregerspule verbunden sind, und auch dadurch, daß der Kondensator 5 parallel zu der Diode 6 zur Rücktlußverhinderung angeschlossen ist, die zwischen der Erregerspule und der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung eingesetzt ist.
In der modifizierten Ausführungsform der Fig. 10 werden, wenn das Positionserfassungssignal 117a dem Eingangssignalanschluß 47a zugeführt wird, die Transistoren 3a und 3b eingeschaltet, so daß die Erst-Phasenerregerspule aktiviert wird. Auf der anderen Seite wird, falls der Erregerstrom wächst und die Spannung, die zwischen beiden Enden des Widerstands 9 anliegt, die Standardspannung 14 des Plus-Eingangssignalanschlusses des Operationsverstärkers 11 überschreitet, ein Steueranschluß der UND-Schaltung 8a gesperrt, so daß der Transistor 3a ausgeschaltet wird.
Mit dieser Anordnung wird die magnetische Energie, die in der Erregerspule 1 geladen ist, über den Transistor 3b, den Widerstand 9 und die Diode 4b entladen, und der Erregerstrom fällt ab. Wenn der Erregerstrom bis zu einem gesetzten Wert abgefallen ist, kehrt ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 in einen Hochpegelzustand aufgrund eine Hysteresecharakteristik des Operationsverstärkers 11 zurück, wobei der Transistor 3a wieder eingeschaltet wird, so daß der Erregerstrom anwächst.
Aufgrund einer solchen Zerhackerfünktion kann der Erregerstrom auf einem gesetzten Wert gehalten werden. Wenn das Positionserfassungssignal 117a erloschen ist, werden die Transistoren 3a und 3b zusammen ausgeschaltet.
Die magnetische Energie, die in der Erregerspule 1 gespeichert ist, lädt den Kondensator 5 zu Polaritäten, die in der Zeichnung über die Dioden 4a und 4b gezeigt sind. Auf diese Art und Weise fällt die magnetische Energie schnell ab, und der Erregerstrom verliert sich steil.
Da ein Steueranschluß der UND-Schaltung 48b durchgeschaltet (geöffnet) oder gesperrt (geschlossen) ist, in Abhängigkeit von dem Positionserfassungssignal 117a, wird die Regelung der Stromversorgung für die Ladeinduktivität 41a entsprechend der Zeitdauer des Positionserfassungssignals 117a ausgeführt.
Und unter der Regelung der Zerhackerschaltung, bestehend aus der UND-Schaltung 48b, dem Widerstand 49b, dem Operationsverstärker 11' etc., wird die Ladeinduktivität 41a mit einem Strom versorgt, der der Standardspannung 14 entspricht.
Falls dann das Positionserfassungssignal 117 erloschen ist, um den Transistor 43c auszuschalten, lädt die magnetische Energie, die in der Ladeinduktivität 41a gespeichert ist, den Kondensator 5 bis zu einer Hochspannung über die Diode 44c auf Demgemäß fällt der Erregerstrom, der in der Erregerspule 1 fließt, steil ab.
Ähnlich wird die Stromversorgungsregelung in Bezug auf die Zweitphasen- und Drittphasen- Erregerspulen ausgeführt.
Die vierte Ausführungsform kann weiter auf verschiedene Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann anstaif des Kondensators 5 ein Kondensator 5a, wie durch eine Strichlinie in Fig. 10 gezeigt, bereitgestellt werden. Ferner kann die vierte Ausführungsform so modifiziert werden, daß sie auf einen Dreiphasen-Stromrichtermotor (BL-Motor), der einen Magnetrotor hat, angewandt wird. In diesem Fall kann, da die Ankerspule eine kleine Induktivität hat, der Motor bei noch höherer Geschwindigkeit betrieben werden.
Im Folgenden wird mit Bezug zu Fig. 11 eine Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindüng erläutert, die auf einen Sechsphasen-Halbwellen-Schriffmotor angewandt wird.
Ein konventioneller Schrittmotor großer Größe und mit hohem Ausgangsmoment hat eine Ankerspule großer Induktivität und eine lange Schrittzeit, so daß es für einen solchen Motor nicht möglich war, die Last sofort zu bewegen, die an den Motor angeschlossen ist. Speziell diese Art von Problem ist für einen Reluktanz-Schrittmotor kritisch, obwohl er ein großes Ausgangsmoment bereitstellen kann. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen.
In Fig. 11 ist eine Stromversorgungs-Regelungsschaltungskomponente, die sich auf die Erst- Phasenankerspule (induktive Last) 1 bezieht und die Ladeinduktivität 41a im Detail dargestellt, und die Stromversorgungs-Regelungsschaltungskomponenten, die sich auf die Zweit- bis Sechs-Phasenankerspulen 1-1 bis 1-5 beziehen und die Ladeinduktivitäten 41b bis 41f, sind nur kurz durch bloße Darstellung der Blöcke B bis F dargestellt.
Eingangssignalanschlüsse 47a bis 47f der Erst- bis Sechs-Phasenschaltungskomponenten, auf die die Erst- bis Sechs-Phasenrechtecksignalform-Pulssignale 124a, 124b, ----, 125a, 125b, ----, 126a, 126b, ----, 127a, 127b, ---, 128a, 128b, ----, 129a, 129b,--- (Fig. 12) angewendet.
Die Pulse, die zu den selben Phasen gehören, haben eine gegenseitige Phasendifferenz von einem elektrischen Winkel von 180 Grad und entsprechende Phasenpulse sind um 60 Grad voneinander beabstandet.
Wenn das Pulssignal 124a in den Eingangssignalanschluß 47a eingegeben wird, fließt ein Erre gerstrom 124a' in der ersten Ankerspule 1. In der selben Weise, wie in den verschiedenen oben erläuterten Ausführungsformen wird der Erregerstrom scharf aufgebaut. Dann, wenn ein nächstes Pulssignal 124b dem Eingangssignalanschluß 47a zugeführt wird, wird eine Hochspannung, die einer Summe der geladenen Spannung in dem Kondensator 5 und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsversorgung entspricht, an die Ankerspule 1 angelegt, so daß verursacht wird, daß der Erregerstrom 124b' scharf aufgebaut wird.
Wenn das Puissignal 124b erloschen ist, um die Ankerspule 1 zu deaktivieren, werden die magnetischen Energien, die in der Ankerspule 1 und der Ladeinduktivität 41a gespeichert sind, in die elektrostatische Energie des Kondensators 5 umgesetzt, so daß der Kondensator 5 mit einer Hochspannung geladen wird. Auf diese Art und Weise fällt der Erregerstrom 124b' schnell ab. In dieser Weise, ungeachtet des Wertes der induktiven Last, kann die Stromversorgung für die Erst-Phasenankerspule während einer zeitlichen Breite ausgeführt werden, die einer Pulssignalbreite entspricht, sogar dann, wenn die Motordrehgeschwindigkeit erhöht wird.
In der selben Weise kann die Stromversorgung für die Zweit- bis Sechst-Phasenankerspulen während der zeitlichen Breiten ausgeführt werden, die entsprechenden Pulssignalbreiten entsprechen. Auf diese Art und Weise können die Schrittarbeitsweisen in dem Motor bei einer hohen Geschwindigkeit ausgeführt werden.

Claims

1. Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung für eine induktive Last mit:

einem ersten und einem zweiten Schaltelement (3), die zwischen eine elektrische Gleichstrom- Leistungsquelle und eine induktive Last (1) eingesetzt sind, und

einer ersten und einer zweiten Diode (4), die in Sperr-Richtung jeweils mit Verbindungseinheiten verbunden sind, die jeweils aus einem von dem ersten und dem zweiten Schaltelement (3) und der induktiven Last (1) bestehen,

gekennzeichnet durch:

eine Stromerfassungsschaltung (9) zum Erzeugen einer Erfassungsspannung, für einen Strom, der in det induktiven Last (1) fließt,

eine Diode (6) zur Rücktlußverhinderung, die in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle auf seiten der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle angeschlossen ist,

einen Kondensator (5), der parallel zu der Diode (6) zur Rückflußverhinderung angeschlossen ist und

eine Zerhackerschaltung (11) zum Vergleichen der Erfassungsspannung der Stromerfassungs schaltung (9) mit einer Standardspannung, die in ihrer Spannungssignalform veränderbar gesetzt ist, um erstes und zweites Schaltelement (3) abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs ein- oder auszuschalten, wobei,

wenn die Erfassungsspannung die Standardspannung überschreitet, erstes und zweites Schaltelement (3) ausgeschaltet sind,

während dieses Ausschalt-Zeitintervalls der Schaltelemente (3) durch die Wirkung der Diode (6) zur Rückflußverhinderung verhindert wird, daß magnetische Energie, die in der induktiven Last (1) gespeichert ist, zurück zu der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle geführt wird, wobei die magnetische Energie durch die erste und zweite Diode (4) dem Kondensator (5) zugeführt wird, um diesen mit einer Hochspannung aufzuladen, wodurch verursacht wird, daß

ein Stromfluß in der induktiven Last (1) schnell verringert wird, nachdem die Schaltelemente (3) ausgeschaltet worden sind, und,

wenn die Erfassungsspannung auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, erstes und zweites Schaltelement (3) eingeschaltet sind, so daß bewirkt wird, daß eine Hochspannung, die gleich der Summe der Spannung, die in dem Kondensator (5) geladen ist, und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle ist, an die induktive Last (1) angelegt wird, so daß ein in der induktiven Last (1) fließender Strom scharf aufgebaut werden kann.

2. Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Ladeinduktivität (41), einem dritten Schaltelement (43), das zwischen der Gleichstromquelle und der Ladeinduktivität (41) eingesetzt ist, und einer dritten Diode (44), die zwischen der Ladeinduktivität und dem Kondensator (5) eingesetzt ist, wobei magnetische Energie, die in der Ladeinduktivität (41) gespeichert ist, dem Kondensator (5) über die dritte Diode (44) zugeführt wird, wenn das dritte Schaltelement (43) ausgeschaltet ist.

3. Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 für induktive Lasten mit:

n (n: eine positive ganze Zahl) Sätzen von Halbleiter-Schaltelementen (3), die jeweils mit beiden Enden von n Sätzen induktiver Lasten (1) verbunden sind,

einer elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zum Zuführen eines Erregerstroms zu den n Sätzen induktiver Lasten (1) durch die n Sätze von Schaltelementen (3),

in Sperr-Richtung angeschlossene Dioden (4), die in Sperr-Richtung mit reihengeschalteten Verbindungseinheiten verbunden sind, die jeweils aus einem jeweiligen Halbleiter- Schaltelement (4) und einer jeweiligen induktiven Last (1) bestehen,

einer Stromerfassungsschaltung (9) zum Erfassen des Erregerstroms, der in den n Sätzen induktiver Lasten (1) fließt, um n Sätze von Erfassungsspannungen zu erlangen,

Dioden (6) zur Rückflußverhinderung, die jeweils in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle auf seiten der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle angeschlossen sind,

n Teile des Kondensators (5), die kleine Kapazität haben und parallel zu den Dioden (6) zur Rücktlußverhinderung angeschlossen ist, und

einem Schaltungsmittel, das eine Zerhackerschaltung (11) einschließt, wobei das Schaltungsmittel derart ausgebildet ist, daß die n Sätze der Halbleiter-Schaltelemente (3) eingeschaltet werden, so daß die n Sätze der induktiven Lasten (1) abhängig von n Sätzen Rechteck-Signalreihen, die eine vorbestimmte Breite und eine vorbestimmte Phasendifferenz haben, angeregt werden, und ein entsprechender der n Sätze der Halbleiter-Schaltelemente (3) ausgeschaltet wird, wenn jeder der n Sätze der Erfassungsspannungen einen gesetzten Wert überschreitet; wobei durch eine Wirkung der Diode (6) zur Rückflußverhinderung verhindert wird, daß magnetische Energie, die in der induktiven Last (1) gespeichert ist, zu der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zurückgeführt wird, und die magnetische Energie in elektrostatische Energie des Kondensators (5) über die in Sperr-Richtung angeschlossenen Dioden (4) umgewandelt wird, so daß ein in der induktiven Last (1) fließender Strom schnell verringert wird; und

wenn die Erfassungsspannung unter einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, ein entsprechendes der Schaltelemente (3) eingeschaltet wird, um zu bewirken, daß eine Hochspannung, die gleich der Summe der Spannung, die in dem Kondensator (5) geladen ist, und der Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle ist, an die induktive Last (1) angelegt wird, so daß ein in der induktiven Last (1) fließender Strom scharf anwachsen kann.

4. Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 für induktive Lasten mit: einem ersten und einem zweiten Satz von Halbleiter-Schaltelementen (3), die jeweils mit beiden Enden einer ersten und einer zweiten induktiven Last (1) verbunden sind,

einer elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zum Zuführen eines Erregerstroms zu der ersten und zweiten induktiven Last (1) durch den ersten und zweiten Satz der Halbleiter-Schaltelemente (3),

in Sperr-Richtung angeschlossene Dioden (4), die in Sperr-Richtung mit entsprechenden reihengeschalteten Verbindungseinheiten verbunden sind, die jeweils aus einem entsprechenden Halbleiter-Schaltelement (3) und einer entsprechenden induktiven Last (1) bestehen,

einer ersten Stromerfassungsschaltung (9) zum Erfassen des Erregerstroms, der in erster und zweiter induktiven Last (1) fließt, um eine erste Erfassungsspannung zu erlangen,

Dioden (6) zur Rückflußverhinderung, die jeweils in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle auf seiten der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle angeschlossen sind, Kondensatoren (5), die parallel zu den Dioden (6) zur Rückflußverhinderung angeschlossen sind,

einer Ladeinduktivität (41), der Strom durch ein drittes Halbleiter-Schaltelement (43) von der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zugeführt wird,

einer zweiten Stromerfassungsschaltung zum Erfassen des Erregerstroms, der in der Ladeinduktivität (41) fließt, um eine zweite Erfassungsspannung zu erlangen,

einer Stromversorgungs-Regelungsschaltung, die abhängig von ungeradzahligen Signalen, die in einer Reihe von Rechtecksignalverläufen beinhaltet sind, die eine vorbestimmte zeitliche Breite besitzen und voneinander um eine vorbestimmte Phasendifferenz beabstandet sind, die Halbleiter-Schaltelemente (3) während der vorbestimmten zeitlichen Breite einschalten, so daß die erste induktive Last (1) angeregt wird und die auch abhängig von geradzahligen Signalverläufen, die in der Reihe von Rechtecksignalverläufen beinhaltet sind, den zweiten Satz der Halbleiter-Schaltelemente (3) während der vorbestimmten zeitlichen Breite einschalten, so daß die zweite induktive Last (1) angeregt wird, und ferner abhängig von allen Signalen, die in der Reihe von Rechtecksignalverläufe beinhaltet sind, das dritte Halbleiter-Schaltelement (43) während der vorbestimmten zeitlichen Breite einschalten, so daß die Ladeinduktivitiätslast (41) angeregt wird;

einer elektrischen Schaltung zum Entladen magnetischer Energie, die in der Ladeinduktivität (41) gespeichert ist, so daß der Kondensator (6) über eine Diode (44), die in Sperr-Richtung mit einem Verbindungspunkt von Ladeinduktivität (41) und drittem Halbleiter-Schaltelement (43) verbunden ist, geladen wird, wenn das dritte Halbleiter-Schaltelement (43) ausgeschaltet ist;

einer ersten Zerhackerschaltung (11) sowohl zum Vergleichen der ersten Erfassungsspannung mit einer Standardspannung, die einen Erregerstrom führt, der in der ersten und zweiten induktiven Last (1) fließt, als auch zum Ein- und Ausschalten von erstem und zweitem Satz der Halbleiter-Schaltelemente (3) in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs, so daß der Erregerstrom, der in erster und zweiter induktiven Last (1) fließt, auf einem Wert gehalten werden kann, der der Standardspannung entspricht,

einer zweiten Zerhackerschaltung zum Vergleichen der zweiten Erfassungsspannung mit der Standardspannung und zum Ein- und Ausschalten des dritten Halbleiter-Schaltelements (43) in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs, so daß der Erregerstrom, der in der Ladeinduktivität (41) fließt, auf einem Wert gehalten werden kann, der der Standardspannung entspricht, und

einer elektrischen Schaltung, die in solcher Weise ausgebildet ist, daß, wenn eine von erster und zweiter induktiven Last (1) in Abhängigkeit von Löschungen entsprechender Signale der Signalreihe deaktiviert wird, magnetische Energie, die sowohl in der einen induktiven Last (1) als auch der Ladeinduktivität (41) gespeichert ist, die jeweils durch die Wirkung der Diode (6) zur Rückflußverhinderung daran gehindert wurden, zu der elektrischen Gleichstrom- Leistungsquelle zurückzufließen, durch die in Sperr-Richtung angeschlossene Dioden in elektrostatische Energie des Kondensators (5) umgewandelt wird, um den Kondensator (5) mit einer Hochspannung aufzuladen, wodurch der Erregerstrom, der in der induktiven Last (1) fließt, schnell verringert wird, wobei andererseits, wenn die Stromversorgungsregelung die andere induktive Last (1) in Abhängigkeit von der Anwendung des nächsten Signals der Signalreihe auslöst, der Erregerstrom der anderen induktiven Last (1) durch die geladene Spannung des Kondensators (5) scharf aufgebaut wird.

5. Stromversorgungs-Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 für induktive Lasten mit:

mehreren Sätzen von Halbleiter-Schaltelementen (3), die jeweils mit beiden Enden mehrerer induktiver Lasten (1) verbunden sind,

einer elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zum Zuführen eines Erregerstroms zu den mehreren induktiven Lasten (1) durch die mehreren Sätze der Schaltelemente (3),

in Sperr-Richtung angeschlossenen Dioden (4), die in Sperr-Richtung mit jeweiligen reihengeschalteten Verbindungseinheiten verbunden sind, die jeweils aus einem Schaltelement (3) und einer induktiven Last (1) bestehen,

einer ersten Stromerfassungsschaltung (9) zum Erfassen eines Erregerstroms, der in den induktiven Lasten (1) fließt, so daß eine erste Gruppe von Erfassungsspannungen erlangt wird, mehreren Dioden (6) zur Rückflußverhinderung, die jeweils in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die elektrische Gleichstrom-Leistungsquelle auf seiten der elektrischen Gleichstrom- Leistungsquelle angeschlossen sind,

mehreren Kondensatoren (5), die parallel zu den Dioden (6) zur Rückflußverhinderung angeschlossen sind,

mehreren Ladeinduktivitäten (41), denen ein Strom durch mehrere Halbleiter-Schaltelemente (43) von der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zugeführt wird,

einer zweiten Stromerfassungsschaltung zum Erfassen eines Erregerstroms, der in den Ladeinduktivitäten (41) fließt, so daß eine zweite Gruppe von Erfassungsspannungen erlangt wird, einer ersten Zerhackerschaltung (11) die abhängig von der zweiten Gruppe der Erfassungsspannungen einen Strom, der proportional zu einer Standardspannung, die einen Erregerstrom der induktiven Lasten (1) auslöst, zu jeweils einer der Ladeinduktivitäten (41) führt,

einer ersten Stromversorgungs-Regelungsschaltung, die abhängig von mehreren Signalreihen, bestehend aus mehreren Signalen ist, die jeweils eine vorbestimmte zeitliche Breite haben und zu vorbestimmten Intervallen erzeugt werden, wobei die Reihen mit einer vorbestimmten Phasendifferenz voneinander beabstandet sind, und die die Sätze der Halbleiter-Schaltelemente (3) während der vorbestimmten zeitlichen Breite einschaltet, so daß die induktiven Lasten (1) angeregt werden,

einer zweiten Stromversorgungs-Regelungsschaltung, die abhängig von den Signalreihen ist, so daß die Halbleiter-Schaltelemente (43) nur während der vorbestimmten zeitlichen Breite eingeschaltet werden, um die Ladeinduktivitäten (41) anzuregen,

einer elektrischen Schaltung zum Entladen magnetischer Energie, die in der Ladeinduktivität (41) gespeichert ist, so daß ein entsprechender der Kondensatoren (5) durch eine Diode (44) geladen wird, die in Sperr-Richtung mit einem Verbindungspunkt von Ladeinduktivität (41) und einem entsprechenden der Halbleiter-Schaltelemente (43) verbunden ist, wenn die jeweiligen Halbleiter-Schaltelemente (3) ausgeschaltet sind,

einer zweiten Zerhackerschaltung zum Vergleichen der ersten Gruppe der Erfassungsspannungen mit der Standardspannung zum gesteuerten Ein- und Ausschalten der Halbleiter- Schaltelemente (3) abhängig von dem Ergebnis dieses Vergleichs, so daß der Erregerstrom, der in den induktiven Lasten (1) fließt, auf einem bestimmten Wert gehalten werden kann, der der Standardspannung entspricht, und

einer elektrischen Schaltung, die in solcher Weise ausgebildet ist, daß, wenn eine der induktiven Lasten (1) in Abhängigkeit von Löschungen jeweiliger Signale der Signalreihen deaktiviert wird, magnetische Energie, die in der einen induktiven Last (1) und ihrer entsprechenden Ladeinduktivität (41) gespeichert ist, die jeweils durch die Wirkung einer entsprechenden der Dioden (6) zur Rückflußverhinderung daran gehindert wurde, zu der elektrischen Gleichstrom-Leistungsquelle zurückzufließen, durch die in Sperr-Richtung angeschlossenen Dioden in eine elektrostatische Energie eines entsprechenden der Kondensatoren (5) umgewandelt wird, so daß der Kondensator (5) mit einer Hochspannung aufgeladen wird, und der Erregerstrom, der in der einen induktiven Last (1) fließt, schnell verringert wird, wobei andererseits, wenn die Stromversorgungsregelung eine andere induktive Last der induktiven Lasten (1) in Abhängigkeit von der Anwendung eines nächsten Signals der Signaireihen auslöst, der Erregerstrom der anderen induktiven Last (1) durch die geladene Spannung des Kondensators (5) scharf aufgebaut wird.