DE69207566T2

DE69207566T2 - Startprozedur für einen bürsten- und sensorlosen Motor

Info

Publication number: DE69207566T2
Application number: DE69207566T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Maiocchi
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: EP0544628A3; DE69207566D1; IT1253596B; EP0544628A2; ITVA910040A1; JPH06121584A; ITVA910040A0; US5343127A; US5397972A; EP0544628B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zum Starten eines elektronisch geschalteten, bürstenlosen, mehrphasigen Gleichstrommotors ohne Rotorstellungs-Sensoren.

Hintergrund der Erfindung

Die Verwendung bürstenloser Gleichstrommotoren wird deshalb in zunehmendem Maße populär, weil diese Motoren nur wenig elektrisches Rauschen erzeugen. Die derzeit übliche Praxis, auf den Einsatz von Sensoren für die Rotorstellung zum Steuern des elektronischen Umschaltens des Erregerstroms durch die Phasenwicklungen (üblicherweise drei in Sternschaltung geschaltete Wicklungen) des Motors zu verzichten, hat die Kosten dieser Motoren beträchtlich verringert und ihre Zuverlässigkeit gesteigert. Erreicht wurde dies dadurch, daß die gegenelektromotorischen Kräfte (GEMK), die in den Motorwicklungen durch die Drehung eines Permanentmagnet-Rotors induziert werden, erfaßt und verstärkt, und diese Signale verarbeitet wurden, um die momentane Stellung des Rotors zu ermitteln und dementsprechend das Umschalten des Erregerstroms durch die Phasenwicklungen zu synchronisieren. Es gibt zahlreiche bekannte Systeme zum Verarbeiten von Signalen, die repräsentativ für diese induzierten gegenelektromotorischen Kräfte sind, und welche jeweils ihnen eigene Vorteile und Nachteile besitzen.
Das Fehlen baulicher Sensoren flir die Rotorstellung stellt in jedem Fall ein Startproblem deshalb dar, weil die induzierten Signale der elektromotorischen Kräfte dann nicht vorhanden sind, wenn der Motor ruht und folglich die Startposition des Rotors unbekannt ist. Aus diesem Grund wurden zahlreiche Startprozeduren entwickelt, um diese technische Schwierigkeit zu überwinden.
Eine erste bekannte Startprozedur besteht darin, eine gewisse Wicklung zu erregen, um den Rotor in einen Gleichgewichtspunkt (Stellung mit einem Null-Drehmoment) relativ zu der erregten Phase zu bringen. Nach einer Reihe von Schwingungen des Rotors um den Gleichgewichtspunkt hält der Rotor schließlich in einer solchen vorab eingerichteten Startposition an. Danach kann der Motor in optimaler Weise gestartet werden, da man die Phasenwicklung kennt, die als erstes zu erregen ist, um den Motor in einem gewünschten Drehsinn bei maximalem Drehmoment zu starten (siehe z. B. DE-A-4 009 258).
Die Hauptnachteile dieser Startprozedur sind eine mögliche Rückwärtsdrehung während der Ausrichtungsphase des Rotors bei einer gewissen fixen Startposition, außerdem eine relativ lange Zeit für die Startprozedur.
Bei einer anderen bekannten Startprozedur werden die Phasenwicklungen des Motors mehrere Male bei variabler Frequenz nacheinander erregt. Durch Starten mit einer gewissen Frequenz und Erhöhen der Frequenz mit dem Ziel, den Rotor zu zwingen, im Leerlaufbetrieb der Anregungssequenz der Phasen zu folgen, beschleunigt der Motor, bis er eine Geschwindigkeit erreicht, bei der sich Signale der induzierten gegenelektromotorischen Kraft (GEMK) nachweisen und verarbeiten lassen.
Der Nachteil dieser Prozedur besteht darin, daß der Rotor möglicherweise der Erregungssequenz nicht richtig folgt und die Neigung zeigt, um mehrere Gleichgewichtsstellungen zu schwingen oder sich in Rückwärtsrichtung zu drehen.
Eine dritte bekannte Startprozedur besteht darin, die Induktivität und die Gegeninduktivität der Phasenwicklungen des Motors zu messen. Aus den Meßwerten kann man die momentane Stellung des Rotors bestimmen.
Ein Nachteil dieser Prozedur besteht darin, daß sie auf den Meßergebnissen beruht, die ihrerseits von der speziellen Konstruktion des Motors abhängen und folglich das relativ komplexe System von Fall zu Fall auf den jeweiligen Motortyp abgestimmt werden muß.
Andere bekannte Startprozeduren, die hauptsächlich auf einer sequentiellen Erregung im Leerlaufbetrieb basieren und sich voneinander in der Weise der Beschleunigungssequenz und deren Wiederholung unterscheiden, finden ebenfalls Anwendung.
In zahlreichen Anwendungsfällen, darunter Magnetplattenlaufwerke für Rechner, kann eine nicht vernachlässigbare Rückwärtsdrehung die Leseköpfe beschädigen und sollte deshalb ausgeschlossen werden.
Es gibt immer noch Bedarf an einer schnellen Startprozedur, die möglicherweise eine im wesentlichen vernachlässigbare Rückwärtsdrehung hervorruft, und die praktisch unabhängig von den Fertigungskennwerten des Motors ist und sich mit einer einfachen integrierbaren Schaltung realisieren läßt, in der Praxis in der Gestalt verdrahteter Logikschaltungen.

Ziele und Offenbarung der Erfindung

Diese Ziele werden mit dem Startverfahren und der Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 5 erreicht.
In der Praxis ist der im Zeitpunkt des Starts möglicherweise auftretende schlimmste Fall derjenige, daß die maximal mögliche Rückwärtsdrehung des Rotors kleiner ist als ein Drehwinkel entsprechend der Winkelstellung zwischen zwei Polen (oder Gleichgewichtsstellungen) des Motors. Beispielsweise wird im Fall eines Motors mit 36 Gleichgewichtsstellungen die maximal mögliche Rückwärtsdrehung, die im schlimmsten Fall auftreten kann, beschränkt auf weniger als (360/36)10 Grad. In der Praxis ergibt sich eine maximale Rückwärtsdrehung um etwa 7-8 Grad.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Startprozedur weiterhin einen Vorbereitungsschritt, während dem sämtliche Phasen des Motors nacheinander einmal oder mehrere Male erregt werden, wobei jede Phase für einen Bruchteil der vorab eingerichteten Dauer des ersten Erregungsschritts der vorab definierten Phase erregt wird, um die Haftreibungskomponente zu eliminieren, ohne daß der Rotor tatsächlich aus seiner Ruhestellung herausbewegt wird. Diese vorläufige sequentielle Erregung der Phasen für Zeitspannen, die nicht ausreichen, um den Rotor aus seiner Ruhestellung herauszubewegen, bedeutet eine mechanische Vorkonditionierung des Motors, die den nachfolgenden Ablauf der realen Startprozedur erleichtert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die unterschiedlichen Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher durch die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 den Betrieb eines in Sternschaltung konfigurierten Drehstrommotors mit N Polen für sechs unterschiedliche Erregungsphasen;
Fig. 4 ein Teil-Blockdiagramm der drei Differenzverstärker und der drei Komparatoren, die in Kaskade an die Differenzverstärker angeschlossen sind und dazu dienen, die Vorzeichen der in den drei Motorwicklungen induzierten GEMK zu verstärken und auszuwerten;
Fig. 5 und 6 die Art und Weise, in der die Ausgangskonfiguration der drei Komparatoren des Blockdiagramms nach Fig. 4 digital gelesen wird, um bitweise komplementäre Daten für die beiden Drehrichtungen zu erzeugen;
Fig. 7 eine Dekodier-"Nachschlage"-Tabelle für die optimale Erregungsphase zur Beschleunigung des Motors in der gewünschten Richtung oder zum Bremsen des Rotors, sollte dieser zunächst in einer entgegengesetzten (Rückwärts-)Richtung gestartet sein, und zwar als Funktion der von den Komparatoren gelesenen Daten vor und nach einem Nulldurchgangs"-Ereignis;
Fig. 8 ein Flußdiagramm der Startroutine gemäß der Erfindung;
Fig. 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 die Art und Weise, wie die Startroutine gemäß der Erfindung in unterschiedlichen möglichen Situationen realisiert werden kann;
Fig. 16 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Startsystems gemäß der Erfindung, und
Fig. 17 ein detaillierteres Blockdiagramm des Startsystems nach Fig. 16.
Der Satz von Figuren bezieht sich auf den Fall eines Motors mit drei Wicklungen in Sternschaltung, d. h. mit sechs unterschiedlichen anregbaren Phasen und N Polen. Deshalb gibt es 6 x N Gleichgewichtspunkte bei einer vollständigen Rotordrehung. Bei der folgenden Beschreibung wird jede Erregungsphase mit zwei Großbuchstaben angegeben, wobei ein erster Buchstabe (A, B oder C) die Wicklung bezeichnet, durch die der Strom in üblicher Weise von einem Versorgungsspannungsanschluß in Richtung auf den Sternmittelpunkt (CT) fließt, während ein zweiter Großbuchstabe, dem ein "!" vorausgeht (oder der mit einem horizontalen Strich gequert ist) die Wicklung bezeichnet, durch die der von dem Sternmittelpunkt (CT) kommende Strom in Richtung auf den anderen Versorgungsspannungsanschluß fließt (siehe Fig. 1).
Für jede erregte Phase zeigt der Rotor die Neigung, sich selbst in Übereinstimmung mit einem der stabilen Gleichgewichtspunkte relativ zu der speziellen Erregungsphase zu bringen, so daß es für insgesamt sechs Phasen insgesamt 6 x N Gleichgewichtspunkte bei einer vollständigen Umdrehung gibt und ebensoviel Punkte mit mechanisch instabilem Gleichgewicht vorhanden sind, die um 180 elektrische Grad gegenüber den stabilen Gleichgewichtspunkten versetzt sind.
Beispielsweise erhält man durch Erregen der Phase A!B die Gleichgewichts- und Instabilitätspunkte des Rotors gemäß Fig. 2, die die Drehmomentkurven des Motors in Relation zu den verschiedenen Erregungsphasen zeigt. Wenn der Motor anhält und die elektrische Erregung aufhört, richtet sich der Rotor gegebenenfalls selbst mit einem der verschiedenen Gleichgewichtspunkte aus. Für jede dieser Ruhestellungen des Rotors gibt es eine Phase, die bei Erregung auf den Rotor ein maximales Start-Drehmoment in einer gewissen Drehrichtung ausübt. Wenn z. B. der Rotor relativ zu der Phase A!B sich in einer stabilen Gleichgewichtsstellung in Ruhe befindet (wie in Fig. 2 gezeigt ist), erzeugt die Erregung der sechs unterschiedlichen Phasen des Motors ein Drehmoment für den Rotor entsprechend folgendem Schema: Erregte Phase Momentanes Start-Drehmoment Relativer Drehimpuls gemäß Fig. 3
Tp repräsentiert den Spitzenwert der Drehmomentkurven, und ein solcher Wert ist über eine Drehmoment-Konstante des Motors Kt (Nm/A) zu dem Erregerstrom des Motors in Beziehung gesetzt. Das Vorzeichen (-) bedeutet in konventioneller Weise, daß das Drehmoment den Rotor in Rückwärts-Drehrichtung in Gang setzt.
Aus der obigen Tabelle und durch Betrachtung der jeweiligen Drehmomentkurven in Fig. 3 und der entsprechenden Kurven der drei induzierten GEMK, die dort ebenfalls angegeben sind, ist ersichtlich, daß die zur Erzielung eines maximalen Start-Drehmoments in Vorwärts-Drehrichtung zu erregende Phase die Phase C!A ist.
Darüberhinaus ist ersichtlich, daß durch zufälliges Erregen einer der sechs Phasen, während sich der Rotor in Ruhestellung befindet und zufällig mit irgendeiner der verschiedenen Gleichgewichtspunkte ausgerichtet ist, entweder eine Vorwärtsbewegung oder eine Rückwärtsbewegung oder überhaupt keine Bewegung stattfindet.
Wie in dem Teil-Blockdiagramm in Fig. 4 gezeigt ist, lassen sich die durch die Rotordrehung in den Motorwicklungen induzierten GEMK, nämlich GEMK-A, GEMK-B und GEMK-C, durch Einsatz der Differenzverstärker A, B und C erfassen und verstärken, und lassen sich durch Verwendung zugehöriger Hysterese-Komparatoren COMP-A, COMP-B und COMP-C, bei denen es sich beispielsweise um "Schmitt- Trigger"-Komparatoren handelt, auswerten. Die lesbaren digitalen Daten, die durch die Ausgangskonfiguration der Komparatoren nach Fig. 4 gegeben sind, lassen sich dazu benutzen, die momentane Stellung des Rotors und die Drehrichtung des Motors einzurichten, wenn der Motor für ein gewisses Zeitintervall während des Lesevorgangs entregt wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ändert sich der Zustand (die Polarität) der GEMK nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden "Nulldurchgangs "- Ereignissen, so daß jede Stellung des Rotors zwischen zwei aufeinanderfolgenden "Nulldurchgängen" in eindeutiger Weise repräsentiert wird durch einen gewissen Zustand des Ausgangs der Komparatoren. Wenn daher die Ausgangskonfiguration der Komparatoren auf digitalem Wege gelesen wird, und wenn ein Bit mit einem "Gewicht 0" dem Komparator bezüglich der Phasenwicklung A, ein Bit mit dem Gewicht 1 dem Komparator bezüglich der Phasenwicklung B und ein Bit mit dem Gewicht 2 dem Komparator bezüglich der Phasenwicklung C zugeordnet wird, läßt sich ein Datenwert zwischen 0 und 7 dadurch ableiten, daß man die Ausgangskonfiguration der drei Komparatoren liest, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
In der Tabelle sind unten in den Diagrammen für die GEMK gemäß Fig. 5 die Lesewerte für die Ausgangskonfiguration der drei Komparatoren nach Fig. 4 für die unterschiedlichen möglichen Stellungen des Rotors und für eine gegebene Drehrichtung angegeben.
Wie man sehen kann, ist jeder Stellung des Rotors zwischen zwei aufeinanderfolgenden "Nulldurchgangsstellen" ein gewisser Datenwert zugeordnet, der einer relativen Ausgangskonfiguration der Komparatoren entspricht, und diese Daten ändern sich abhängig von der Drehrichtung des Rotors beim Brreichen seiner Stellung.
Die dem Ausgangszustand der Komparatoren entsprechenden Daten für jede Position des sich in Vorwärtsrichtung bewegenden Rotors sind in der Praxis bitweise komplementär zu den Daten im Fall der Rückwärtsdrehung. Dies deshalb, weil das Vorzeichen der GEMK-Signale sich umkehrt, wenn der Motor seine Drehrichtung ändert.
Dieser Umstand ist deshalb wichtig, weil, wenn der Motor seine Drehrichtung ändert, die am Ausgang der Komparatoren gelesenen Daten bitweise komplementär sind. Dies bedeutet, daß nach einer Drehrichtungsumkehr ein "Pseudonulldurchgang" erzeugt wird und dieser "Pseudonulldurchgang" von grundlegender Bedeutung für den Startalgorithmus des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, wie es im folgenden ausführlicher erläutert werden wird.
Als Funktion der Adressen (Codes), die in Form digitaler Daten entsprechend der Ausgangskonfiguration der Komparatoren vor und nach einem "Nulldurchgang" erhalten werden, und die eindeutig die momentane Stellung und die Drehrichtung des Rotors angeben, ist es möglich, eine sogenannte "Nachschlagetabelle" (oder Code-Tabelle) zu verwenden, die zu dem Zweck erzeugt wird, die optimale Erregungsphase zum Starten des Motors in der gewünschten Richtung (Vorwärtsrichtung) bei maximalem Start-Drehmoment zu decodieren. Für das dargestellte Beispiel ist eine solche "Nachschlagetabelle" schematisch in Fig. 7 dargestellt. Das Startverfahren gemäß der Erfindung ist in Form eines Algorithmus durch das Flußdiagramm gemäß Fig. 8 veranschaulicht.
Bevor das Startverfahren eingeleitet wird, kann vorzugsweise eine kurze sequentielle Erregung sämtlicher Motorphasen einmal oder mehrere Male durchgeführt werden, indem jede Phase für eine extrem kurze Zeit, die zum Starten des Rotors nicht ausreicht, angeregt wird, um Haftreibung zu beseitigen oder zu reduzieren und damit den immer noch ruhenden Motor in eine bessere Situation zur Durchführung der eigentlichen Startroutine zu bringen. Selbstverständlich ist diese "Vorkonditionier"-Phase nicht unbedingt notwendig und muß nicht durchgeführt werden.
Die eigentliche Startprozedur beginnt, indem eine vorab definierte Phase des Motors erregt wird (es ist unerheblich, welche Phase vordefiniert wird, und in der nachfolgenden Beschreibung und in dem Satz von anschließenden Beispielen soll die Phase C!A die vordefinierte Phase sein). Die vordefinierte Phase wird für eine voreingestellte Zeitspanne T erregt, deren Länge den einzigen Parameter darstellt, der an die Trägheits-Kennwerte des Sytems angepaßt werden muß, welches zu dem Rotor des Motors gehört. Je größer die Trägheit des Systems ist, desto länger sollte diese voreingestellte Zeit T sein. Die Zeit T muß hinreichend lang sein, damit der dem Rotor verliehene Drehimpuis in der Lage ist, den Rotor aus seiner Ruhestellung in eine Gleichgewichtsstellung bezüglich der vordefinierten ersten erregten Phase zu bewegen (zu beschleunigen). Andererseits muß die Zeit T kurz genug sein, um zu verstreichen, bevor der schließlich in die relative Gleichgewichtsstellung beschleunigte Rotor einen Winkeiweg durchlaufen hat, der groß genug wäre, um das Auftreten eines ersten "Nulldurchgangs" in der Wellenform irgendeiner der gegenelektromotorischen Kräfte zu verursachen, die in den Motorwicklungen induziert werden, d. h., einen Winkelweg, der 1/2 des Winkelabstands zwischen zwei Impulsen oder Gleichgewichtsstellungen entspricht.
Am Ende der voreingestellten Zeitspanne T wird die erste Erregung der vordefinierten Phase unterbrochen, wobei der Rotor durch Trägheit in Richtung der Gleichgewichtsstellung relativ zu der erregten Phase weiterlaufen gelassen wird, und an dieser Stelle wird, nachdem eine Zeitspanne maskiert ist, die genügend lang ist, damit Einschwingphänomene im Anschluß an die Unterbrechung des Erregerstroms abklingen können, ein erster Lesevorgang der Ausgangskonfiguratioin der Komparatoren vorgenommen (wobei schließlich die gelesenen Daten aufge zeichnet werden), im wesentlichen der so durch den kurzen aufgenommenen Drehimpuls beschleunigte Rotor eine Stellung erreicht, in der er einen ersten "Nulldurchgang" bei irgendeiner der induzierten GEMK erzeugt.
Nach dem schließlichen Auftreten eines ersten "Nulldurchgangs" bei einer induzierten GEMK wird die geänderte Ausgangskonfiguration der Komparatoren erneut gelesen.
Die Daten bezüglich der zwei aufeinanderfolgenden Lesevorgänge der Ausgangskonfiguration der Komparatoren vor und nach dem Auftreten eines ersten "Nulldurchgangs" in der Wellenform der induzierten GEMK werden als Decodieradressen (Codes) einer "Nachschlagetabelle" verwendet. Die erste Ablesung decodiert die Reihe, die zweite Ablesung decodiert die Spalte der "Nachschlagetabelle", und umgekehrt. Die durch die "Nachschlagetabelle" decodierte Phase repräsentiert die optimale Phase für die Erregung, damit der Motor in der gewünschten Richtung (Vorwärtsrichtung) bei maximalem Start-Drehmoment gestartet wird.
Durch Betrachtung der in Fig. 7 dargestellten "Nachschlagetabelle" erkennt man leicht, daß die optimale Erregungsphase praktisch bestimmt wird durch lediglich die ersten Ablesewerte, die die Reihe decodieren. Tatsächlich sind die Decodierwerte, die zu derselben Reihe gehören, sämtlich gleich. Die zweite Ablesung, die nach dem ersten "Nulldurch gang" erfolgt, wird zur Bestätigung der ersten Ablesung benötigt. Wenn beispielsweise der während der ersten Ablesung ermittelte Wert 0-2 beträgt (was die dritte Reihe der Tabelle decodiert), dann sollte die zweite Ablesung 0-6 oder 0-3 ergeben (d. h. sie muß die vierte oder die sechste Spalte der Tabelle decodieren). Wenn dies nicht geschieht, bedeutet das, daß einige Unzulänglichkeiten aufgetreten sind (beispielsweise eine falsche erste Ablesung aufgrund noch vorhandener Einschwingphänomene), und als Folge davon wird ein Code (off) decodiert, der dem System das Auftreten einer falschen Ablesung signalisiert, so daß das System in geeigneter Weise reagieren kann, namentlich durch Wiederholen der Startroutine.
Nachdem die zweite Ablesung die Richtigkeit bestätigt hat, ist die Startroutine praktisch beendet, und der Motor kann nach irgendeiner geeigneten Methode beschleunigt und gesteuert werden.
Natürlich kann die anfängliche Ruhestellung des Rotors in bezug auf die vordefinierte Phase der ersten Erregung eine solche sein, daß der Rotor keinerlei Beschleunigung während der vorab eingerichteten Zeitspanne T der ersten Erregung erfährt. In einem derartigen Fall wird ungeachtet einer ersten Ablesung der Ausgangskonfiguration der Komparatoren nach dem Verstreichen der Zeit T innerhalb einer gewissen vorab festgelegten Verzögerung kein "Nulldurchgang" nachgewiesen. Ein solcher fehlender Nachweis eines "Nulldurchgangs" legt automatisch die Wiederholung der Startroutine fest, wobei eine von der vordefinierten Phase verschiedene Phase erregt wird, die funktionell gegenüber der vordefinierten Phase um zwei Phasenintervalle verschoben ist.
Vorzugsweise wird der Augenblick der Unterbrechung der ersten Erregung der vordefinierten Phase für eine vorbestimmte Zeit T während einer Zeitspanne maskiert, die einen Bruchteil der Länge T entspricht, beispielsweise 1/8 T , um auf ein wesentliches Abklingen von Einschwingvorgängen zu warten, bevor das Lesen der gegenelektromotorischen Kräfte erfolgt.
Die Prozedur ist in dem Ablaufdiagramm in Fig. 8 näher dargestellt.
Es ist ersichtlich, daß für den Fall, daß die anfängliche Ruhestellung des Rotors bezüglich der vordefinierten Phase der ersten Erregung derart gelegen ist, daß die Bewegung des Rotors in Richtung einer relativen Gleichgewichtsstellung in Rückwärts-Drehrichtung festgelegt wird, das Decodieren der optimalen Erregungsphase zum Starten in Vorwärtsrichtung des Motors und das Erregen einer derart festgelegten Phase einen sofortigen Bremsvorgang der Trägheits-Rückwärtsbewegung des Rotors und eine Beschleunigung in der gewunschten Vorwärtsdrehrichtung hervorruft. In der Praxis verhindert dies, daß eine möglicherweise stattfindende Rückwärtsdrehung des Rotors über einen Winkelweg hinaus erfolgt, der weniger als die Winkeltrennung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gleichgewichtsstellungen des Rotors entspricht. In der Praxis bedeutet dies, daß eine mögliche maximale Rückwärtsdrehung von nur wenigen Graden gewährleistet wird (z. B. < 10 Grad).

Beschreibung des besten Ausführungswegs

Unter Bezugnahme auf die Figuren sollen im folgenden die unterschiedlichen möglichen Situationen beim Start und das relative Verhalten des Motors bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Startroutine im einzelnen untersucht werden.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung in bezug auf die Phase C!B

Bezugnehmend auf Fig. 9 wird von dem Rotor angenommen, daß er sich in einer Anfangs-Ruhestellung befinde, die einem Gleichgewichtspunkt bezüglich der Phase C!B entspricht. Durch Erregen der Phase C!A während einer Zeitspanne T wird der Rotor einem Drehimpuls ausgesetzt, der durch den schraffierten Flächenbereich angegeben ist, und der Rotor wird in einer Vorwärtsdrehrichtung beschleunigt. Nachdem die Zeit T verstrichen ist, wird die Erregung unterbrochen, und nach einer ausreichend langen Maskierungszeit (z. B. Tmask = 1/8*T ) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, und die ermittelten Daten haben den Wert 6, wie in der Tabelle am Boden der Diagramme dargestellt ist. Nach diesem ersten Lesevorgang wird bei einem durch Trägheit fortschreitenden Drehen des Rotors ein erster "Nulldurchgang" des für die GEMK repräsentativen Signals bei der C-Wicklung festgestellt. Nach dem Auftreten dieses ersten "Nulldurchgangs" wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren erneut gelesen, was den Wert 2 liefert. Deshalb lautet die vollständige Adresse 6-2, wobei 6 die Reihe und 2 die Spalte der "Nachschlagetabelle" bezeichnet. Die decodierte Adresse bringt einen Phasenzeiger dazu, auf die Phase B!C als die Phase zu zeigen, die als erstes zu erregen ist, um den Motor in die gewünschte Drehrichtung (Vorwärtsdrehung) zu beschleunigen.
In dem oben beschriebenen Fall wird der Motor in Vorwärtsdrehrichtung gestartet, ohne daß er irgendeine Rückwärtsdrehung macht.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung bezüglich der Phase A!B

Bei Fig. 10 wird davon ausgegangen, daß der Rotor sich in einer Anfangs-Ruhestellung befindet, die dem Gleichgewichtspunkt bezüglich der Phase A!B entspricht. Durch Erregen der Phase C!A für eine Zeitspanne T wird der Rotor einem Drehimpuls ausgesetzt, der der schraffierten Fläche entspricht, und der Rotor wird in Vorwärtsdrehrichtung beschleunigt. Nachdem die Zeit T verstrichen ist, wird die Erregung unterbrochen, und nach einer ausreichend langen Maskierzeit (z. B. Tmask = 1/8 *T ) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, was einen Datenwert von 4 ergibt, wie in der Tabelle am Boden der Diagramme gezeigt ist.
Nach diesem ersten Auslesen wird bei einem durch Trägheit erfolgenden Weiterlaufen der Motordrehung ein erster "Nulldurchgang" des Signals der GEMK an der Wicklung B festgestellt. Nach dem Auftreten dieses Ereignisses wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren erneut gelesen, was einen Wert 6 ergibt. Deshalb lautet die vollständige Adresse 4-6, wobei 4 die Reihe und 6 die Spalte der "Nachschlagetabelle" angibt. Die decodierte Adresse bringt einen Phasenzeiger dazu, auf die Phase B!A als diejenige Phase zu zeigen, die als erstes erregt wird, um den Motor in die gewünschte Drehrichtung (vorwärts) zu beschleunigen.
Auch in dem oben beschriebenen Fall wird der Motor in Vorwärtsdrehrichtung gestartet, ohne daß er irgendeine Rückwärtsbewegung macht.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung relativ zu der Phase C!A

Wenn sich der Rotor an einem Gleichgewichtspunkt relativ zu der vordefinierten Phase der ersten Erregung selbst in Ruhe befindet, erhält er überhaupt keine Beschleunigung, weil der angelegte Drehimpuls Null ist. Diese spezielle Situation wird schließlich von dem System dadurch erkannt, daß ein Zähler auf Null verringert wird, der mit einem Wert geladen wurde, der einem Vielfachen der Zeitintervalle T entspricht, beispielsweise 8*T . Wenn vor dem Herabzählen des vorerwähnten Zählers auf Null kein "Nulldurchgang" bei irgendeiner GEMK, die in den Motorwicklungen induziert werden, festgestellt wird, wird eine andere Motorphase für die gleiche voreingestellte Zeitspanne T erregt. Wenn die vordefinierte Phase der ersten Erregung C!A ist, ist die neue zum Wiederholen der Routine erregte Phase eine solche Phase, die gegenüber der voreingestellten Phase um zwei Phasenintervalle versetzt ist, d. h., die Phase B!C. Gemäß Fig. 11 wird davon ausgegangen, daß der Rotor sich in einer Anfangs-Ruhestellung befindet, die einem Gleichgewichtspunkt relativ zu der Phase C!A entspricht. Durch Erregen der Phase B!C während einer Zeitspanne T wird der Rotor einem Drehimpuls ausgesetzt, der durch den schraffierten Flächenbereich angegeben ist, und der Rotor wird in Vorwärtsdrehrichtung beschleunigt. Nach dem Verstreichen der Zeit T wird die Erregung unterbrochen, und nach einer ausreichend langen Maskierzeit (z. B. Tmask = 1/8*T ) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, und die erhaltenen Daten haben den Wert 2, wie in der Tabelle am Boden der Diagramme gezeigt ist.
Nach diesem ersten Lesen wird bei der trägheitsbedingten Weiterdrehung des Rotors ein erster "Nulldurchgang" des für die GEMK der A- Wicklung repräsentativen Signais erfaßt. Nach dem Auftreten dieses Ereignisses wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren erneut gelesen, was den Wert 3 ergibt. Deshalb lautet die vollständige Adresse 2-3, wobei 2 die Reihe und 3 die Spalte der "Nachschlagetabelle" bezeichnet. Die decodierte Adresse bringt einen Phasenzeiger dazu, auf die Phase A!C als diejenige Phase zu zeigen, die als erstes zu erregen ist, um den Motor in dem gewünschten Drehsinn (vorwärts) zu beschleunigen.
Auch in dem oben beschriebenen Fall wird der Motor in Vorwärtsdrehrichtung gestartet, ohne daß er irgendeine Rückwärtsdrehung macht.
Es folgt nun die Beschreibung von drei Fällen, in denen ein erster Erregungsschritt der vordefinierten Phase für eine Zeit T zu einer Rückwärtsbeschleunigung des Rotors führt.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung relativ zu der Phase B!C

Gemäß Fig. 12 befindet sich der Rotor zunächst in Ruhe in einer Gleichgewichtsstellung relativ zu der Phase B!C. Durch Erregen der vorab definierten Phase C!A während einer Zeit T empfängt der Rotor einen Drehimpuls, der durch die mit 1 bezeichnete schraffierte Fläche in dem Diagramm dargestellt ist, was eine Beschleunigung des Rotors in Rückwärtsdrehrichtung zur Folge hat.
Am Ende der Zeitspanne T wird die Erregung unterbrochen, und nach der üblichen Maskierzeit Tmask (z. B. Tmask = 1/ 8*T ) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, was den Wert 6 ergibt. Nachdem das System einen ersten "Nulldurchgang" der in der B-Wicklung des Motors induzierten GEMK erfaßt hat, wird die neue Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, was den Wert 4 ergibt.
Deshalb lautet die vollständige Adresse 6-4, wobei 6 die Reihe und 4 die Spalte der "Nachschlagetabelle" decodiert. Die decodierte Adresse bringt den Phasenzeiger dazu, auf die Phase B!C als diejenige Phase zu zeigen, die als erstes zu erregen ist. Durch Betrachtung der Fig. 12 sieht man leicht, daß nach dem Erkennen eines Übergangs von 6 nach 4 in der Ausgangskonfiguration der Komparatoren und, als Konsequenz, eines Erregens der relativen Phase B!C der Drehimpuls, der dem Rotor verliehen ist, und der durch den schraffierten Bereich 2 in dem Diagramm dargestellt ist, der Effekt des unmittelbaren Anhaltens der Rückwärts drehung des Rotors erzielt wird, wenn ein erster Abschnitt des schraffierten Flächenbereichs 2 unterhalb der Drehmomentkurve der Fläche 1 gleicht, und die Drehrichtung des Rotors in die Vorwärtsrichtung umgekehrt wird aufgrund des Umstands, daß die Fläche 2 immer größer als die Fläche list. Daher hält der Motor an und ändert die Richtung.
Nach Änderung der Drehrichtung des Rotors ändern auch die relativen gegenelektromotorischen Kräfte (GEMK) die Polarität. Dies stellt einen "Pseudonulldurchgang" dar, welcher von dem System als solcher interpretiert wird, und als Folge davon legt das System die Erregung einer nächsten optimalen Phase fest, wobei es sich um die Phase A!C handelt. Auf diese Weise beschleunigt der Motor in die gewunschte Vorwärtsdrehrichtung aufgrund des neuen Drehimpulses, welcher durch die schraffierte, in Fig. 12 mit 3 bezeichnete Fläche repräsentiert wird.
Die Routine kann wie folgt beschrieben werden:
a) Erregen der Phase C!A, um dadurch einen Drehimpuls zu erzeugen, der durch die Fläche 1 angegeben ist;
b) Feststellen des Auftretens eines ersten "Nulldurchgangs";
c) unter Verwendung der von den Komparatoren vor und nach dem "Nulldurchgang" gelesenen Daten, Decodieren der Phase, die das maximale Bremsmoment ausübt, und Erregen der Phase B!C;
d) wenn die Fläche 2 des Bremsmoments der Fläche 1 gleicht, kommt der Rotor zum Halt und ändert die Drehrichtung, so daß sich das Vorzeichen der induzierten GEMK ändert, was wiederum von dem System als neues "Nulldurchgangs"-Ereignis interpretiert wird;
e) Beschleunigen des so gestarteten Motors in Vorwärtsrichtung durch Erregen einer neu decodierten Phase.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung relativ zur Phase B!A

Nach Fig. 13 befindet sich der Rotor zunächst an einer Gleichgewichtsstelle relativ zu der Phase B!A in Ruhe. Durch Erregen der vorab definierten Phase C!A für eine Zeit T erhält der Rotor einen Drehimpuls entsprechend der mit 1 in dem Diagramm bezeichneten schraffierten Fläche, was ein Beschleunigen des Rotors in Rückwärtsdrehrichtung bewirkt.
Am Ende der Zeitspanne T wird die Erregung unterbrochen, und nach der üblichen Maskierzeit Tmask (z. B. Tinask = 1/ 8*T ) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, was den Wert 4 ergibt. Nachdem das System einen ersten "Nulldurchgang" in der in der Wicklung A des Motors induzierten GEMK festgestellt hat, wird die neue Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, was den Wert 5 ergibt.
Deshalb lautet die vollständige Adresse 4-5, wobei 4 die Reihe und 5 die Spalte der "Nachschlagetabelle" decodiert. Die decodierte Adresse bringt den Phasenzeiger dazu, auf die Phase B!A als diejenige Phase zu zeigen, die als erstes zu erregen ist. Durch Betrachten der Fig. 13 sieht man leicht, daß nach dem Erkennen eines Übergangs von 4 auf 5 in der Ausgangskonfiguration der Komparatoren und folglich dem Erregen der relativen Phase B!A der dem Rotor vermittelte Drehimpuls entsprechend dem in dem Diagramm mit 2 bezeichneten schraffierten Flächenbereich die Wirkung hat, daß die Rückwärtsdrehung des Motors sofort angehalten wird, wenn ein erster Abschnitt der schraffierten Fläche 2 unterhalb der Drehmomentkurve der Fläche 1 gleicht, und die Drehrichtung des Rotors in Vorwärtsrichtung umgekehrt wird aufgrund des Umstands, daß die Fläche 2 immer größer ist als die Fläche 1. Daher hält der Motor an und ändert die Richtung.
Nach der Änderung der Drehrichtung des Rotors schaltet auch die Polarität der relativen gegenelektromotorischen Kräfte (GEMK) um. Dies repräsentiert einen "Pseudonulldurchgang", der in der Praxis von dem System als solcher gelesen wird, und als Folge legt das System die Erregung einer nächsten optimalen Phase fest, bei der es sich um die Phase B!C handelt. Auf diese Weise beschleunigt der Motor in der gewünschten Vorwärtsdrehrichtung aufgrund des neuen Drehimpulses, der durch die in dem Diagramm in Fig. 13 mit 3 bezeichnete schraffierte Fläche dargestellt wird.
Die Routine läßt sich wie folgt beschreiben:
a) Erregen der Phase C!A, um dadurch einen Drehimpuls zu erzeugen, der durch die Fläche 1 gegeben ist;
b) Erfassen des Auftretens eines ersten "Nulldurchgangs";
c) Decodieren unter Verwendung der von den Komparatoren vor und nach dem festgestellten "Nulldurchgang" gelesenen Daten derjenigen Phase, die das maximale Bremsmoment ausübt, und Erregen der Phase B!A;
d) wenn die Fläche 2 des Bremsdrehimpulses der Fläche 1 gleicht, hält der Rotor an und ändert die Drehrichtung, was eine Vorzeichenumkehr der induzierten GBMK hervorruft, was wiederum von dem System als neues "Nulldurchgangs"-Ereignis interpretiert wird;
e) Beschleunigen des so gestarteten Motors in Vorwärtsrichtung durch Erregen der neu decodierten Phase.

Anfahren des Rotors aus einer Gleichgewichtsstellung relativ zu der Phase A!C

Im Hinblick auf den Umstand, daß der Rotor sich an einem Gleichgewichtspunkt relativ zu der vordefinierten Phase der ersten Erregung in Ruhe befindet, erhält er keinerlei Beschleunigung, weil der angelegte Drehimpuls Null ist. Diese spezielle Situation wird schließlich von dem System dadurch erkannt, daß ein Zähler auf Null verringert wird, der mit einem Wert geladen wurde, der einem Vielfachen der Zeitintervalle T entspricht, z. B. 8*T .
Wenn kein "Nulldurchgang" in irgendeiner der GEMK erfaßt wird, die in den Motorwicklungen induziert werden, bevor der vorerwähnte Zähler auf Null verringert ist, wird eine andere Phase des Motors für die gleiche voreingestellte Zeitspanne T erregt. Wenn die vordefinierte Phase für die erste Erregung C!A ist, ist die neue zum Wiederholen der Routine erregte Phase eine solche Phase, die gegenüber der voreingestellten Phase um zwei Phasenintervalle versetzt ist, d. h. die Phase B!C.
Nach Fig. 14 wird davon ausgegangen, daß der Rotor sich in einer Anfangs-Ruheposition entsprechend einem Gleichgewichtspunkt relativ zu der Phase A!C befindet. Durch Erregen der Phase B!C während einer Zeitspanne T wird der Rotor einem Drehimpuls ausgesetzt, der durch die schraffierte Fläche angegeben ist, und der Rotor wird in Vorwärtsdrehrichtung beschleunigt. Nachdem die Zeitspanne T verstrichen ist, wird die Erregung unterbrochen, und nach einer ausreichend langen Maskierzeit (z. B. Tmask = 1/8*T )) wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren gelesen, und die erhaltenen Daten haben den Wert 2, wie in der Tabelle am Boden der Diagramme gezeigt ist.
Nach diesem ersten Lesen wird bei einer trägheitsbedingten Weiterdrehung des Rotors ein erster "Nulldurchgang" des Signals festgestellt, das für die GEMK an der Wicklung C repräsentativ ist. Nach dem Auftreten dieses Ereignisses wird die Ausgangskonfiguration der Komparatoren erneut gelesen, was den Wert 6 ergibt. Daher lautet die vollständige Adresse 2-6, wobei 2 die Reihe und 6 die Spalte der "Nachschlagetabelle" decodiert. Die decodierte Adresse bringt einen Phasenzeiger dazu, auf die Phase A!C als diejenige Phase zu zeigen, die als erstes zu erregen ist.
Durch Betrachten der Fig. 14 sieht man leicht, daß durch das Erkennen eines Übergangs von 2 nach 6 in der Ausgangskonfiguration des Komparators und das daraus folgende Erregen der relativen Phase A!C der dem Rotor verliehene Drehimpuls entsprechend der in dem Diagramm mit 2 bezeichneten schraffierten Fläche die Wirkung hat, daß die Rückwärtsdrehung des Motors sofort angehalten wird, wenn ein erster Teil der schraffierten Fläche 2 unterhalb der Drehmomentkurve der Fläche 1 gleicht, und der Drehsinn des Rotors in die Vorwärtsrichtung umgekehrt wird aufgrund des Umstands, daß die Fläche 2 immer größer ist als die Fläche 1. Daher hält der Motor an und ändert die Richtung.
Nach der Drehrichtungsänderung des Rotors schaltet auch die Polarität der relativen gegenelektromotorischen Kräfte (GEMK) um. Dies repräsentiert einen "Pseudonulldurchgang", der in der Praxis als solcher von dem System gelesen wird, so daß das System als Konsequenz die Erregung einer nächsten optimalen Phase festlegt, bei der es sich um die Phase A!B handelt. Auf diese Weise beschleunigt der Motor in die gewunschte Vorwärtsdrehrichtung unter dem neuen Drehimpuls, der in dem in Fig. 14 gezeigten Diagramm durch die mit 3 bezeichnete schraffierte Fläche dargestellt wird.
Die Routine läßt sich folgendermaßen beschreiben:
a) Erregen der Phase B!C, um so einen Drehimpuls zu erzeugen, der durch die Fläche 1 gegeben ist;
b) Feststellen des Auftretens eines ersten "Nulldurchgangs";
c) unter Verwendung der von den Komparatoren vor und nach dem festgestellten "Nulldurchgang" gelesenen Daten, Decodieren derjenigen Phase, die das maximale Bremsmoment ausübt, und Erregen der Phase A!C;
d) wenn die Fläche 2 des Bremsdrehimpulses der Fläche 1 gleicht, kommt der Rotor zum Halt und ändert die Drehrichtung, was eine Vorzeichenumkehr der induzierten GEMK hervorruft, was wiederum von dem System als neuer "Nulldurchgang" interpretiert wird;
e) Beschleunigen des so gestarteten Motors in Vorwärtsdrehrichtung durch Erregen einer neu decodierten Phase.
Zum besseren Verständnis der Gültigkeit des erfindungsgemäßen Prozesses für die Startsituationen der letzten drei Beispiele kann es hilfreich sein, zusätzlich den wichtigen Aspekt hervorzuheben, der durch den Umstand dargestellt wird, daß durch Starten aus einer irgendeiner Gleichgewichtsstellung des Rotors der maximale Drehimpuls, der in Vorwärtsdrehrichtung ausgeübt werden kann, in konsistenter Weise immer größer ist als der maximale Drehimpuls, der theoretisch in Rück wärtsdrehrichtung ausgeübt wird. Deshalb gibt es eine vorteilhafte Bedingung für das sofortige Ausüben eines großen Bremsimpulses in solchen Fällen, in denen die augenblickliche Anfangs-Erregung einer vorab definierten Phase der Startroutine den Motor in Rückwärtsdrehung versetzt. Dieser Umstand ist in Fig. 15 dargestellt, wo deutlich gezeigt ist, daß die schraffierten Flächen 1 und 3 immer kleiner sind als die schraffierten Flächen 2 bzw. 4.
Wie schematisch in Fig. 16 dargestellt ist, enthält die erfindungsgemäße Schaltung einen Block von Komparatoren 2, die eine Ausgangskonfiguration annehmen können, welche die Vorzeichen der gegenelektromotorischen Kräfte repräsentieren, die in den jeweiligen Phasenwicklungen des Motors 1 induziert werden. Die von den Lasewerten der Ausgangskonfiguration des Komparators 2 abgeleiteten digitalen Daten werden an eine Decodierschaltung 3 gegeben, die unter Verwendung einer "Nachschlagetabelle" in der Lage ist, einen Adressencode zu liefern, welcher die optimale Phase für die Erregung beim Starten des Motors in der gewünschten Richtung (Vorwärtsrichtung) liefert. Die Schaltung des Blocks 4, an den die Ausgangssignale der Komparatoren des Blocks 2 gesendet werden, weist das Auftreten eines "Nulldurchgangs" in den Wellenformen der induzierten GEMK nach und erzeugt folglich ein Steuersignal, welches an den Decodierblock 3 gesendet wird, der den neuen digitalen Datenwert, der die Ausgangskonfiguration des Komparatorsatzes (Block 2) im Anschluß an den festgestellten "Nulldurchgang" verarbeitet. Der Block 5, der durch ein Startsignal initialisiert werden kann, enthält die Zeitsteuerglieder, welche den korrekten Ablauf der Schritte steuert, die entsprechend dem Algorithmus des Startverfahrens durchzuführen sind, welches nach dem Erkennen der optimalen Erregungsphase durch den Decodierblock 3 und nach der Bestätigung der Richtigkeit der Ausführung der Routine durch den Block 6 den Motor über den Block 7 startet, welcher die korrekte Erregungssequenz festlegt, die mit der decodierten optimalen Startphase beginnt.
Fig. 17 ist ein detaillierteres Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, welches in der vorausgehenden Fig. 16 dargestellt ist. Die in Fig. 16 angegebenen Hauptblöcke sind in Fig. 17 durch gestrichelte Linien umrissen.
Wenn ein Startsignal empfangen wird, wird das Flipflop FF1 gesetzt, so daß das Start-Lauf-Signal einen logischen Wert "1" erhält. Dieses Signal gibt den Phasenpufferblock PB frei, so daß er die Daten empfängt, welche die von dem Startpufferblock SB1 zu erregende Phase decodieren, und gleichzeitig wird ein Monoflop-Zeitsteuerglied OST1 gestartet, welches in geeigneter Weise so geladen ist, daß sein Ausgang für eine Zeit T auf hohem logischen Pegel bleibt.
Die Anstiegsflanke des am Ausgang des Blocks OST1 erzeugten Signals ermöglicht das Laden des Codes der als erstes zu erregenden Phase in dem Phasen-Zwischenspeicher PL1 und gibt diesen über das Flipflop FF2 frei.
Die Abfallflanke des Impulses lädt den Code, der die Erregung des Motors stoppt, in den Phasen-Zwischenspeicher PL1.
Wenn ein solcher Code von dem Phasenpuffer (PB) erkannt wird, verzögert dieser das Rücksetzen des Flipflops FF2 um einen Bruchteil des Zeitintervalls (z. B. T 8), wobei das Flipflop dann den Phasendecodierer PD freigibt, der den ersten Lesevorgang vornimmt.
An dieser Stelle wird auf einen "Nulldurchgang" gewartet, und es können die nachstehend angegebenen alternativen Betriebsbedingungen auftreten.
1) Ein Nulldurchgang wird festgestellt, bevor das in dem Zeitsteuerglied T1 gespeicherte Zeitintervall von 8 x T abläuft. In diesem Fall ermöglicht der "Nulldurchgangsdetektor" NDD dem Codierer PD die zweite Ablesung. Nach der Durchführung der zweiten Ablesung gibt der Decodierer PD den Phasen-Zwischenspeicher PL1 frei und transferriert den Code für die optimale Phase, die ihrerseits an den Startphasenpuffer SP1 geliefert wird. Das Flipflop FF1 wird anschließend zurückgesetzt, wodurch das Startsignal, indem es niedrigen Pegel annimmt, die Startroutine sperrt.
2) Vor dem Ablauf des Zeitsteuerglieds T1 wird kein "Nulldurchgang" festgestellt.
In diesem Fall setzt das "Zählerende" des Zeitsteuerglieds (T1) das Zeitsteuerglied selbst auf Null, setzt OST1 zurück und erregt eine neue erste Erregungsphase, und zwar eine Phase, die funktionell im Winkel um zwei Phasen gegenüber der früheren ersten Erregungsphase versetzt ist, um die Routine zu wiederholen.

Claims

1. Verfahren zum Starten eines mehrphasigen bürstenlosen und sensorlosen Gleichstrommotors in Vorwärtsrichtung bei Begrenzung des Ausmaßes einer möglichen Rückwärtsdrehung, umfassend:

Erregen einer vorab definierten Phase, um den Rotor des Motors in Richtung auf einen Gleichgewichtspunkt bezüglich der vorab definierten Phase für ein voreingestelltes erstes Zeitintervall zu beschleunigen, welches kürzer ist als die Zeit, die der Rotor benötigt, um durch eine nächstgelegene Winkelposition zu laufen, die einen Nulldurchgang bei irgendeiner der gegenelektromotorischen Kräfte, die in den Motorwicklungen induziert werden, hervorrufen würde, und, nachdem dieser erste Brregungsschritt unterbrochen wurde, digital Lesen des Vorzeichens der gegenelektromotorischen Kräfte;

Nachweisen des Auftretens eines ersten Nulldurchgangereignisses bei einer der induzierten gegenelektromotorischen Kräfte innerhalb eines voreingestellten zweiten Zeitintervalls im Anschluß an die momentane Unterbrechung des ersten Erregungsschritts; wenn ein solches Nulldurchgangsereignis auftritt, digital Lesen des Vorzeichens der induzierten gegenelektromotorischen Kräfte zum zweiten Mal und Verwenden der Lesewerte zum Dekodieren der als nächstes zu erregenden optimalen Phase zum Beschleunigen des Rotors in der gewünschten Vorwärtsrichtung mit maximalem Drehmoment;

wenn das Auftreten nicht nachgewiesen wird, bevor das zweite Zeitintervall im Anschluß an den Augenblick der Unterbrechung des ersten Erregungsschritts verstrichen ist, Wiederholen des Verfahrens, indem zuerst eine andere Phase erregt wird, die um zwei Phasenpositionen funktionell gegenüber der vorab definierten Phase versetzt ist;

Starten des Motors durch sequentielles Erregen der Phasen, beginnend bei der dekodierten optimalen Phase.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

sequentielles Erregen sämtlicher Phasen des Motors, jeweils für einen Bruchteil des ersten Zeitintervalls, um eine Haftreibungskomponente zu beseitigen, ohne den Motor aus seiner Ruhelage herauszubewegen, bevor der erste Erregungsschritt der vorab definierten Phase durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die durch den Rotor und die Motorwicklungen induzierten gegenelektromotorischen Kräfte dadurch digital gelesen werden, daß jedes Signal einer induzierten gegenelektromotorischen Kraft mit Hilfe eines Differenzverstärkers verstärkt wird, das verstärkte Signal einem Eingang einer Komparatorschaltung zugeführt wird, deren Ausgangsanschluß einen logischen Zustand als Funktion des Vorzeichens der derzeit von der zugehörigen Wicklung induzierten gegenelektromotorischen Kraft anzunehmen vermag, und dem den logischen Ausgangszustand jedes Komparators repräsentierenden Bit ein gegebenes Gewicht verliehen wird, wobei die digital lesbare Ausgangskonfiguration der Komparatoren einer gewissen Winkelstellung des Rotors entspricht, während sich der Rotor in einem gegebenen Drehsinn dreht, wohingegen ein komplementärer logischer Wert angenommen wird, wenn sich der Rotor durch dieselbe Winkelstellung bewegt, während er sich in eine entgegengesetzte Drehrichtung dreht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

Verwenden des ersten Lesewerts zum Dekodieren der Reihe einer in Form einer Matrix aus Reihen und Spalten organisierten Nachschlagetabelle, und Verwenden des zweiten Lesewerts zum Dekodieren der Spalte der Nachschlagetabelle, um dadurch den Code der als nächstes anzuregenden Phase zu ermitteln, um den Rotor in der gewünschten Drehrichtung mit maximalem Drehimpuls zu beschleunigen.

5. Schaltung zum Starten eines mehrphasigen, bürstenlosen und sensorlosen Gleichstrommotors in einem gewünschten Drehsinn, umfassend:

eine erste Einrichtung (2), die in der Lage ist, ein logisches Signal zu erzeugen, welches repräsentativ ist für das Vorzeichen von gegenelektromotorischen Kräften, die in den Motorwicklungen durch die Drehung des Rotors induzierten werden;

eine zweite Einrichtung (4), die imstande ist, ein Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für das Auftreten einer Vorzeichenumkehr bei irgendeiner der induzierten gegenelektromotorischen Kräfte;

eine Einrichtung zum Dekodieren (3) mit Hilfe einer Nachschlagetabelle von Codes erregbarer Phasen des Motors, und zum Ermitteln einer optimalen Phase, die zur Beschleunigung des Rotors in einer gewünschten Richtung zu erregen ist, als Funktion der von der ersten Einrichtung erzeugten logischen Signale vor und nach dem ersten Nulldurchgangsereignis, wie es von der zweiten Einrichtung ermittelt wird;

mindestens ein erstes Zeitsteuerglied (5), welches von einem Startsignal gestartet wird und in der Lage ist, die Erregung für ein voreingestelltes erstes Zeitintervall einer vorab definierten Phase oder einer Phase zu bestimmen, die gegenüber der vorab definierten Phase um zwei Phasenpositionen funktionell versetzt ist;

ein zweites Zeitsteuerglied (5), das von dem von der zweiten Einrichtung erzeugten Signal gestartet wird und in der Lage ist, das erste Zeitsteuerglied in die Lage zu versetzen, die um zwei Phasenpositionen gegenüber der vorab definierten Phase versetzte Phase dann zu erregen, wenn die zweite Einrichtung das Signal nicht erzeugt, bevor ein zweites Zeitintervall verstrichen ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, bei der die erste Einrichtung mehrere Signalverarbeitungsschaltungen aufweist, die sich aus einem Differenzverstärker und einem Komparator zusammensetzen, von denen jede Differenzverstärker und Komparatorschaltung in der Lage ist, an einem Ausgangsknoten (A, B, C) des Komparators (2) das logische Signal zu erzeugen, welches repräsentativ ist für das Vorzeichen der gegenelektromotorischen Kraft, die in einer zugehörigen Motorwicklung induziert wird.

7. Schaltung nach Anspruch 6, bei der die zweite Einrichtung (4) eine Übergangsdetektorschaltung enthält, die in der Lage ist, einen Über gang der Ausgangsspannung der Komparatoren festzustellen und ein für ein solches festgestelltes Auftreten repräsentatives Signal zu erzeugen.