EP1096657A2 - Verfahren zur Spannungskompensation an einem Elektrokleinstmotor - Google Patents

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EP1096657A2
EP1096657A2 EP20000123222 EP00123222A EP1096657A2 EP 1096657 A2 EP1096657 A2 EP 1096657A2 EP 20000123222 EP20000123222 EP 20000123222 EP 00123222 A EP00123222 A EP 00123222A EP 1096657 A2 EP1096657 A2 EP 1096657A2
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EP
European Patent Office
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voltage
compensating
electric motor
dependent
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20000123222
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Ackermann
Sven Redemund
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sirona Dental Systems GmbH
Original Assignee
Sirona Dental Systems GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D51/00—Closures not otherwise provided for
    • B65D51/16—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas
    • B65D51/1672—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by manual actuation of the closure or other element
    • B65D51/1683—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by manual actuation of the closure or other element by actuating a separate element in the container or closure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/16—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers with handles or other special means facilitating manual actuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D3/00—Apparatus or devices for controlling flow of liquids under gravity from storage containers for dispensing purposes
    • B67D3/04—Liquid-dispensing taps or cocks adapted to seal and open tapping holes of casks, e.g. for beer

Definitions

  • the invention relates to a method for voltage compensation on a small electric motor, for example as a drive in a dental handpiece for can be used for dental purposes.
  • DE 44 12 413 C 1 already discloses a device for optimization the speed control behavior of a small electric motor for dental purposes, which is a first module to control the speed by EMF measurement when the Motor and another module for regulating the speed by.RI compensation of the internal voltage drop of the Motors and elements which, depending on Predeterminable speed data decide which of the two Module takes over the engine speed control.
  • a comparison logic in which a variable can be entered that is the changeover speed corresponds to that from one module to another Module is switched over, compares the actual speed and the quantity corresponding to the switching speed with each other. Depending on that at the output of the comparison logic pending status (larger or smaller) in an evaluation logic is controlled by one or the other module decided.
  • a comparison can also be made to the comparison logic Size, which is a maximum speed desired by the user corresponds to be entered, the predeterminable Data can be freely selected by the user.
  • a smooth switching of the modules is done by going out from a fixed switching speed, a speed range is defined within which the control module the speed is activated by RI compensation and at the same time the module for regulating the speed EMF measurement temporarily according to a predefinable one Control portion can be activated.
  • the control characteristic for switching the two modules can be done in one computer be set, which controls the final stage of the motor and on the one hand the ones presented for the calculation Engine data and on the other hand the decisions from the evaluation logic come in.
  • the speed is regulated of a small electric motor via the internal voltage drop of the motor.
  • the motor current becomes dependent on the motor load measured.
  • the measured motor current difference is placed on a control device, which then brings the speed to the desired setpoint.
  • the advantage of this engine control lies in a very quiet Running behavior of the engine up to the upper speed range.
  • the disadvantage of this configuration is that Circumstances that in the lower, but especially in the lowest speed range the engine delivers a relatively small torque.
  • the invention has for its object the average Motor supply voltage of a small electric motor to keep at the highest possible level.
  • the object is achieved in that at a procedure for the compensation of load-dependent voltage dips on a small electric motor that provides voltage compensation and via an RI control module is controlled digitally at any time of an oscillation the control pulse can be increased or decreased can, as well as analog over an integration time through an energy storage device the voltage drops Be balanced.
  • the advantages that can be achieved are that with digital Applications the pulse extension or broadening depending on the amount of voltage drops can be made on the small electric motor. In order to the control behavior of an RI control block improve in that it is accelerated and the Voltage compensation is initiated early. Means The method proposed according to the invention can be used in digital Applications a pulse broadening or extension due to the longer activation time Compensate for voltage drops. For analog applications can be realized over an integration time by energy storage a performance replenishment will be made possible.
  • the idea is to control the small electric motor via an output signal of a logic module, to which the Output signals of a voltage compensation and an RI control module be fed. Both signals are the Logic block abandoned from which a control signal transferred to the small electric motor becomes.
  • Renewal procedure for digital applications or broadening of the normal pulse at any time a 100 Hz cycle happens the half-vibration the maximum of a 100 Hz cycle, however, is the pulse length or pulse width back to their normal size returned.
  • the control circuit is implemented as a microcontroller control circuit in digital Shape could be the smoothness of the small electric motor to be controlled can be further increased in that pulse manipulation during a 100 Hz cycle is made.
  • the dental handpiece 1 consists of an upper one Part which has a push button 2 on a head part 3, with which a tool attachment 2.1 can be actuated, in which the tool can be picked up.
  • the drive shaft is located with the gear in a neck part 4.
  • the tool holder can be locked or unlocked by means of a push button 2. be unlocked.
  • FIG. 2 shows a control circuit in its essential components, with which the small electric motor 7 accommodated in a dental handpiece is controlled in a speed range from 100 min- 1 to 40,000 min- 1 .
  • a target specification 9, for example a predetermined target speed on a dental tool becomes an RI rule block 10 and an EMF control module 19 supplied.
  • the two control loop components 10 and 19 are about it in addition to that at power level 16 of the small electric motor 7 determined signal 12 of the current motor current supplied.
  • a signal 20, which is the current EMF of the small electric motor 7 corresponds to the corresponding Input of the EMF control module 19 created.
  • the Signal 12, the value of which is the current motor current on the small electric motor 7 corresponds to the RI control module 10 fed, it also as an input signal can be supplied to a current limiter 13, whose output signal according to another logic module Fig. 2 acted upon.
  • the small electric motor 7 is on the power level 16th controlled by a voltage controlling signal which is simultaneously fed to a voltmeter, whose input signal as an input signal for voltage regulation 15 serves.
  • the output signal of the voltage regulator 15 in turn serves as an input signal for two logic modules, which are connected in series and at the power level 16 of the small electric motor to be controlled.
  • At the power level for the small electric motor 7 there is a measuring unit 14 for determining the current one Motor current at the Elektrokleinstmotor 7, further one Measuring unit 17 for determining the electromotive force EMF (on the small electric motor 7).
  • the following is the voltage compensation on a small electric motor 7 only in connection with an RI control based on an RI control module 10 considered according to FIG. 2.
  • Fig. 3.1 shows the voltage dips under load on one Small electric motor, the voltage drops under load of a small electric motor, caused by one too small selected capacitor that does not have the necessary load balancing can make.
  • the voltage curve 29 corresponds to a rectified one Voltage with a small capacitor while no load the voltage curve 30 with the curve of the voltage corresponds to a small capacitor under load.
  • the voltage dips on the voltage curve 30 for one smaller capacitors are more pronounced than the voltage dips, which is a larger capacitor Set capacity. The capacitance of the smaller capacitor is naturally exhausted faster.
  • the integration time can be charged Improve energy storage so that it is smaller Construction volume one by loading the small electric motor to compensate for this voltage drop capable, so that the voltage curve even with smaller ones Capacities 30 of curve 29 plotted for larger ones Approach capacities according to Fig. 3.1.
  • Fig. 3.2 shows the pulse length control for a control of the small electric motor via a digital microcontroller circuit.
  • t diagram according to FIG. 3.1 is the pulse manipulation that occurs at the RI Applied rule module 10, depending on the detected Voltage dips in accordance with the motor supply voltage curve 30 takes place.
  • the pulse 25 has its normal size, what pulse length or Pulse width affects. With yourself along the timeline d) setting duration, the pulse width increases to the pulse length 26 on. The time course 27 depends on the load from. After reaching the maximum value 33, the Pulse 25 back to normal.
  • a digital Controller circuit could be the pulse manipulation '31 change continuously during the 100 Hz cycle, causing the smoothness of the small electric motor 7 additionally could be improved because, ideally, no voltage drops occur more.
  • the pulse manipulation on the RI module 10 behaves in opposite directions for the occurrence of voltage dips, as on the Voltage curve 30 can be read. If the supply voltage strives towards their respective minimum value, If the pulse length increases, the average strives adjusting supply voltage value to be Maximum, the pulse length returns to its normal dimension 25. This can be used to set voltage drops on a small electric motor 7 by shortening or Extension of the control pulse by the RI control module 10 level out.
  • the one that forms on the RI control module 10 from the voltage dips dependent control signal is on a Given logic module 18, which in turn according to the block diagram in Fig. 4, the control of the small electric motor 7 about a not shown here, but in Fig. 2 schematically reproduced power level 16 realized.
  • Capacitor is a crucial criterion for the compensation of voltage dips on a load working small electric motor 7, so with inventive method the use of smaller capacitors with consequently lower capacity possible because the capacity as a selection criterion by the measure of Extension of the integration time takes a back seat. This allows capacitors with lower capacitance to be used which, on the one hand, take up less space as already mentioned above and on the other hand considerable are cheaper available.
  • FIG. 4 is a block diagram for a control of a small electric motor only schematically shown.
  • the output signal 11 on a logic device 18, a voltage compensation 22 is provided is, the output signal 23 also on the logic module 18 is given.
  • the circuit can be used as well form a digital microcontroller circuit, which also offers the advantage of pulse manipulation depending on the setting on the small electric motor Voltage dips continuously during a 100 Hz cycle '31 to change.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche an einem Elektrokleinstmotor (7), mit einer Spannungskompensation (22) und der über einen RI-Regelbaustein (10) angesteuert wird. Mit zunehmender Schwingungsdauer (27) einer Schwingung (31) wird die normale Impulslänge (25) auf eine verlängerte Impulslänge (26) vergrößert, oder der Leistungsnachschub wird über eine Verlängerung der Integrationszeit eines zusätzlichen Energiespeichers realisiert, um Spannungseinbrüche am Elektrokleinstmotor (7) unter Belastung auszugleichen. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Spannungskompensation an einem Elektrokleinstmotor, der beispielsweise als Antrieb in einem zahnärztlichen Handstück für dentale Zwecke eingesetzt werden kann.
DE 44 12 413 C 1 offenbart bereits eine Einrichtung zur Optimierung des Drehzahlregelverhaltens eines Elektrokleinstmotors für zahnärztliche Zwecke, welche ein erstes Modul zur Regelung der Drehzahl durch EMK-Messung bei abgeschaltetem Motor sowie ein weiteres Modul zur Regelung der Drehzahl durch.RI-Kompensation des inneren Spannungsabfalls des Motors sowie Elemente aufweist, welche in Abhängigkeit von vorgebbaren Drehzahldaten entscheiden, welches der beiden Module die Drehzahlregelung des Motors übernimmt. Eine Vergleichslogik, in die eine Größe eingebbar ist, die der Umschaltdrehzahl entspricht, bei der von einem Modul zum anderen Modul umgeschaltet wird, vergleicht die IST-Drehzahl und die der Umschaltdrehzahl entsprechenden Größe miteinander. In Abhängigkeit von dem am Ausgang der Vergleichslogik anliegenden Status (größer oder kleiner) in einer Auswertelogik wird über die Ansteuerung des einen oder anderen Moduls entschieden. An der Vergleichslogik kann auch eine Größe, die einer vom Anwender gewünschten maximalen Drehzahl entspricht, eingegeben werden, wobei die vorgebbaren Daten vom Anwender frei wählbar einstellbar sind. Eine gleitende Umschaltung der Module erfolgt, indem, ausgehend von einer festgelegten Umschaltdrehzahl, ein Drehzahlbereich festgelegt ist, innerhalb dem das Modul zur Regelung der Drehzahl durch RI-Kompensation aktiviert ist und gleichzeitig auch das Modul zur Regelung der Drehzahl durch EMK-Messung zeitweise entsprechend einem vorgebbaren Regelanteil aktiviert werden kann. Die Regelcharakteristik für die Umschaltung der beiden Module kann in einem Rechner festgelegt werden, der die Endstufe des Motors ansteuert und in den einerseits die für die Errechnung vorgelegten Motordaten und andererseits die Entscheidungen aus der Auswertelogik eingehen.
Bei der RI-Kompensation erfolgt die Regelung der Drehzahl eines Elektrokleinstmotors über den inneren Spannungsabfall des Motors. Der Motorstrom wird abhängig von der Motorlast gemessen. Bei Drehzahlrückgang als Folge stärkerer Motorbelastung wird ein höherer Motorstrom gemessen; umgekehrt steigt bei Belastungsrückgang die Drehzahl, wodurch ein kleinerer Motorstrom gemessen wird. Die gemessene Motorstromdifferenz wird auf eine Regeleinrichtung aufgegeben, die dann die Drehzahl auf den gewünschten Sollwert bringt. Der Vorteil dieser Motorregelung liegt in einem sehr ruhigen Laufverhalten des Motors bis in den oberen Drehzahlbereich. Von Nachteil bei dieser Konfiguration ist jedoch der Umstand, daß im unteren, besonders aber im untersten Drehzahlbereich der Motor ein relativ kleines Drehmoment abgibt.
Bei der Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung treten Gleichrichter-Spannungsverluste auf, die sich als Spannungseinbrüche im Verlauf einer 100 Hz-Schwingung am Elektrokleinstmotor durch eine sich einstellende Laufunruhe bemerkbar machen. Die durchschnittlich am Elektrokleinstmotor zur Verfügung stehende Motorspannung sinkt mit zunehmender Belastung im Schwingungsfenster einer 100 Hz-Schwingung, so daß sich Versorgungsspannungseinbrüche einstellen. Bisher wurden über eine Spannungskompensation versucht, die Spannungseinbrüche zu kompensieren, was jedoch höchst unerwünschte Drehzahlsprünge nach sich gezogen hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durchschnittliche Motorversorgungsspannung eines Elektrokleinstmotors auf einem möglichst hohen Niveau zu halten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche an einem Elektrokleinstmotor, der eine Spannungskompensation aufweist und über einen RI-Regelbaustein angesteuert wird, digital zu jedem Zeitpunkt einer Schwingung der Ansteuerimpuls vergrößert oder verkleinert werden kann, sowie analog über eine Integrationszeit, realisiert durch einen Energiespeicher die Spannungseinbrüche durch Belastung ausgeglichen werden.
Die damit erzielbaren Vorteile liegen darin, daß bei digitalen Anwendungen die Impulsverlängerung bzw. -verbreiterung in Abhängigkeit von der Höhe der Spannungseinbrüche am Elektrokleinstmotor vorgenommen werden kann. Damit läßt sich das Regelverhalten eines RI-Regelbausteins dahingehend verbessern, daß es beschleunigt wird und die Spannungskompensation frühzeitig initiiert wird. Mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann bei digitalen Anwendungen eine Impulsverbreiterung bzw.-verlängerung durch die längere Ansteuerzeit die sich einstellenden Spannungseinbrüche ausgleichen. Bei analogen Anwendungen kann über eine Integrationszeit realisiert durch Energiespeicher ein Leistungsnachschub ermöglicht werden.
In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens erfolgt die Ansteuerung des Elektrokleinstmotors über ein Ausgangssignal eines Logikbausteines, dem die Ausgangssignale einer Spannungskompensation und eines RI-Regelbausteins zugeführt werden. Beide Signale werden dem Logikbaustein gleichzeitig aufgegeben, von dem aus ein Ansteuerungssignal an dem Elektrokleinstmotor übertragen wird.
In vorteilhafter Weise läßt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bei digitalen Anwendungen die Verlängerung bzw. Verbreiterung des Normalimpulses zu jedem Zeitpunkt eines 100 Hz-Zyklus' erzielen. Passiert die Halbschwingung eines 100 Hz-Zyklus' hingegen ihr Maximum, so ist die Impulslänge bzw. Impulsbreite wieder auf ihr jeweiliges Normalmaß zurückgeführt. Bei einer Realisierung der Ansteuerschaltung als eine Mikrokontrollersteuerschaltung in digitaler Form könnte die Laufruhe des anzusteuernden Elektrokleinstmotors noch zusätzlich dadurch erhöht werden, daß die Impulsmanipulation während eines 100 Hz-Zyklus' laufend vorgenommen wird.
Durch Voreinstellung von Minimal- und Maximalwerten für die aktuelle oder auch die durchschnittliche Versorgungsspannung kann der Verlängerung und Verbreiterung sowie die entsprechende Rückführung des Impulses auf sein Normalmaß ausgelöst und entsprechend abhängig von den auftretenden Spannungseinbrüchen angepasst werden. Bei analogen Anwendungen kann durch die Verlängerung der Integrationszeit die Aufladung eines Energiespeichers verbessert werden, so daß über diesen ein bei Belastung erforderlicher Leistungsnachschub durch eine Spannungserhöhung am Elektrokleinstmotor realisierbar ist.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
ein zahnärztliches Handstück, welches an seiner Kupplungsstelle geteilt ist,
Fig. 2
einen Regelkreis zur Ansteuerung eines Elektrokleinstmotors eines zahnärztlichen Handstückes,
Fig. 3.1
den Motorspannungsverlauf für eine große und eine Kapazität aufgetragen über der Zeitachse und
Fig. 3.2
eine Impulslängenvergrößerung bei digitaler Anwendung und eine Rückführung auf ein Normalmaß zur Ansteuerung eines Elektrokleinstmotors und
Fig. 4
ein Blockschaltbild für einen Elektrokleinstmotor.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein zahnärztliches Handstück wiedergegeben, welches an seiner Kupplungsstelle getrennt ist.
Das zahnärztliche Handstück 1 besteht aus einem oberen Teil, welches an einem Kopfteil 3 einen Druckknopf 2 aufweist, mit dem ein Werkzeugansatz 2.1 betätigbar ist, in dem das Werkzeug aufgenommen werden kann. Die Antriebswelle befindet sich mit samt dem Getriebe in einem Halsteil 4. Die Werkzeugaufnahme kann mittels eines Druckknopfes 2 ver-bzw. entriegelt werden. Im unteren Teil des zahnärztlichen Handstückes 1 ist der Antrieb 6, beispielsweise ausgestaltet als ein Elektrokleinstmotor 7, aufgenommen, der über eine Kupplung 5 auf die im Halsstück 4 des oberen Teiles aufgenommene Antriebswelle für das zahnärztliche Werkzeug einwirkt.
Fig. 2 zeigt einen Regelkreis in seinen wesentlichen Komponenten, mit welchem der in einem zahnärztlichen Handstück aufgenommene Elektrokleinstmotor 7 in einem Drehzahlbereich von 100 min-1bis 40.000 min-1 gesteuert wird.
Eine Sollvorgabe 9, beispielsweise eine vorgegebene Solldrehzahl an einem zahnärztlichen Werkzeug, wird einem RI-Regelbaustein 10 und einem EMK-Regelbaustein 19 zugeführt. Den beiden Regelkreisbausteinen 10 und 19 werden darüber hinaus das an der Leistungsstufe 16 des Elektrokleinstmotors 7 ermittelte Signal 12 des aktuellen Motorstromes zugeführt. Ferner wird ein Signal 20, welches der aktuellen EMK des Elektrokleinstmotors 7 entspricht, an den entsprechenden Eingang des EMK-Regelbausteines 19 angelegt. Das Signal 12, dessen Wert dem aktuellen Motorstrom am Elektrokleinstmotor 7 entspricht, wird ausschließlich dem RI-Regelbaustein 10 zugeführt, wobei es ebenfalls als ein Eingangssignal einem Strombegrenzer 13 zugeführt werden kann, dessen Ausgangssignal einen weiteren Logikbaustein gemäß Fig. 2 beaufschlagt.
Der Elektrokleinstmotor 7 wird über die Leistungsstufe 16 durch ein die Spannung steuerndes Signal angesteuert, welches gleichzeitig einem Spannungsmesser zugeführt wird, dessen Eingangssignal als Eingangssignal für Spannungsregelung 15 dient. Das Ausgangssignal der Spannungsregelung 15 seinerseits dient als Eingangssignal für zwei Logikbausteine, die hintereinander geschaltet sind und auf die Leistungsstufe 16 des anzusteuernden Elektrokleinstmotor einwirken. An der Leistungsstufe für den Elektrokleinstmotor 7 befindet sich eine Messeinheit 14 zur Ermittlung des aktuellen Motorstromes am Elektrokleinstmotor 7, ferner eine Messeinheit 17 zur Ermittlung der elektromotorischen Kraft EMK (am Elektrokleinstmotor 7). Im folgenden wird die Spannungskompensation an einem Elektrokleinstmotor 7 nur im Zusammenhang mit einer RI-Regelung basierend auf einem RI-Regelbaustein 10 gemäß Fig. 2 betrachtet.
Fig. 3.1 zeigt die Spannungseinbrüche unter Last an einem Elektrokleinstmotor, die Spannungseinbrüche unter Last von einem Elektrokleinstmotor, verursacht durch einen zu klein gewählten Kondensator, der den nötigen Lastausgleich nicht vornehmen kann.
Ausgehend vom 100 Hz-Zyklus (Rippel) 31 einer Schwingung läßt diese sich in einer Halbschwingung 36, einen sich daran anschließenden Nulldurchgang 35 teilen. Der Schwingung 31 jeweils zyklisch überlagert sind die Spannungsverläufe 34. Der Spannungsverlauf 29 entspricht einer gleichgerichteten Spannung mit einem kleinen Kondensator ohne Last während der Spannungsverlauf 30 dem Verlauf der Spannung mit einem kleinen Kondensator unter Last entspricht. Die Spannungseinbrüche an der Spannungsverlaufskurve 30 für einen kleineren Kondensator sind stärker ausgeprägt als die Spannungseinbrüche, die sich bei einem Kondensator mit größerer Kapazität einstellen. Die Kapazität des kleineren Kondensators ist naturgemäß schneller erschöpft. Mit einer Verlängerung der Integrationszeit läßt sich die Aufladung eines Energiespeichers derart verbessern, daß dieser bei kleinerem Bauvolumen eine durch Belastung des Elektrokleinstmotors an diesem auftretenden Spannungseinbruch zu kompensieren vermag, so daß sich der Spannungsverlauf auch bei kleineren Kapazitäten 30 der Kurve 29 aufgetragen für größere Kapazitäten gemäß Fig. 3.1 annähern.
Fig. 3.2 zeigt die Impulslängensteuerung für eine Ansteuerung des Elektrokleinstmotors über eine digitale Mikrocontrollerschaltung. Unterhalb des U,t-Diagramms gemäß Fig. 3.1 ist die sich einstellende Impulsmanipulation am RI- Regelbaustein 10 aufgetragen, die abhängig von den erkannten Spannungseinbrüchen entsprechend der Motorversorgungsspannungskurve 30 erfolgt. Am Maximum 32 der Halbschwingung 36 hat der Impuls 25 sein Normalmaß, was Impulslänge bzw. Impulsbreite betrifft. Mit sich entlang der Zeitachse d) einstellender Dauer wächst die Impulsbreite auf die Impulslänge 26 an. Der zeitliche Verlauf 27 hängt von der Belastung ab. Nach Erreichen des Maximalwertes 33 entspricht der Impuls 25 wieder seinem Normalmaß. Bei Ausbildung einer digitalen Controller-Schaltung ließe sich die Impulsmanipulation während der 100 Hz-Zyklus' 31 laufend ändern, wodurch sich die Laufruhe des Elektrokleinstmotors 7 noch zusätzlich verbessern ließe, weil im Idealfalle keine Spannungseinbrüche mehr auftreten.
Die Impulsmanipulation am RI-Baustein 10 verhält sich gegenläufig zum Auftreten von Spannungseinbrüchen, wie an der Spannungskurve 30 abgelesen werden kann. Wenn die Versorgungsspannung auf ihren jeweiligen Minimalwert zustrebt, vergrößert sich die Impulslänge, strebt der durchschnittlich sich einstellende Versorgungsspannungswert auf sein Maximum, so geht die Impulslänge auf ihr Normalmaß 25 zurück. Damit lassen sich sich einstellende Spannungseinbrüche an einem Elektrokleinstmotor 7 durch Verkürzung bzw. Verlängerung des Ansteuerimpulses durch den RI-Regelbaustein 10 ausregeln.
Der sich am RI-Regelbaustein 10 ausbildende, von den Spannungseinbrüchen abhängige Ansteuerungssignal wird auf einen Logikbaustein 18 gegeben, der seinerseits gemäß des Blockschaltbildes in Fig. 4 die Ansteuerung des Elektrokleinstmotors 7 über eine hier nicht näher dargestellte, aber in Fig. 2 schematisch wiedergebene Leistungsstufe 16 realisiert.
War bei analogen Anwendungen bisher die Kapazität des eingesetzten Kondensators ein ausschlaggebendes Kriterium für die Kompensation von Spannungseinbrüchen an einem unter Belastung arbeitenden Elektrokleinstmotor 7, so ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verwendung kleinerer Kondensatoren mit demzufolge geringerer Kapazität möglich, da die Kapazität als Auswahlkriterium durch die Maßnahme der Verlängerung der Integrationszeit in den Hintergrund tritt. Dadurch können Kondensatoren mit geringeren Kapazität verwendet werden, die einerseits einen geringeren Platzbedarf wie oben bereits angesprochen und andererseits erheblich preiswerter erhältlich sind.
In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist ein Blockschaltbild für eine Ansteuerung eines Elektrokleinstmotors nur schematisch dargestellt.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß neben einem RI-Regelbaustein 10, der ein Ausgangssignal 11 auf einen Logikbaustein 18 gibt, eine Spannungskompensation 22 vorgesehen ist, deren Ausgangssignal 23 ebenfalls auf den Logikbaustein 18 gegeben wird. Das Ausgangssignal des Logikbausteines 18, das Ansteuersignal 24, steuert den Elektrokleinstmotor 7 an. Neben der in rein analoger Schaltungstechnik ausführbaren Verwirklichung der Schaltung gemäß des Blockschaltbildes läßt sich die Schaltung ebenso gut als eine digital arbeitende Mikrocontroller-Schaltung ausbilden, die zudem den Vorteil bietet, die Impulsmanipulation abhängig von dem sich am Elektrokleinstmotor einstellenden Spannungseinbrüchen laufend während eines 100 Hz-Zyklus' 31 ändern.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche an einem Elektrokleinstmotor (7) mit einer Spannungskompensation (22), wobei der Elektrokleinstmotor (7) über einen RI-Regelbaustein (10) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß digital zu jedem Zeitpunkt einer Schwingung ein Ansteuerimpuls (26) vergrößert oder verkleinert werden kann sowie analog über eine Integrationszeit realisiert durch einen Energiespeicher die Spannungseinbrüche durch Belastung ausgeglichen werden.
  2. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des Elektrokleinstmotors (7) über ein Ausgangssignal (24) eines Logikbausteins (18) erfolgt, dem die Ausgangssignale (11, 23) einer Spannungskompensation (22) und eines RI-Regelbausteins (10) zugeführt werden.
  3. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (11, 23) dem Logikbaustein (18) gleichzeitig zugeführt werden.
  4. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite durch eine Mikrocontrollerschaltung während des 100 Hz-Zyklus' (31) laufend geändert wird.
  5. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die laufende Änderung der Impulsbreite während des 100 Hz-Zyklus' (31) mit einer Controller-schaltung berechnet wird.
  6. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Impulsbreite (26) dann erzielt ist, wenn der Versorgungsspannungsverlauf (30) sein Minimum erreicht.
  7. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die normale Impulsbreite (25) bei Erreichen des Maximalwertes der Versorgungsspannung (31) anliegt.
  8. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verlängerung der Integrationszeit die Aufladung des Energiespeichers zunimmt.
  9. Verfahren zur Kompensation belastungsabhängiger Spannungseinbrüche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher als Kondensator ausgebildet ist.
EP20000123222 1999-10-26 2000-10-26 Verfahren zur Spannungskompensation an einem Elektrokleinstmotor Withdrawn EP1096657A2 (de)

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DE19951533 1999-10-26

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DE4219571C2 (de) * 1992-06-15 1997-01-23 Helmut Sichert Vorrichtung zur Entnahme einer Flüssigkeit aus einem Behälter, insbesondere aus einer 10- bzw. 5-Liter Faßdose für Bier

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