NL8301192A

NL8301192A - Bekrachtigingsschakeling voor een borstelloze gelijkstroommotor.

Info

Publication number: NL8301192A
Application number: NL8301192A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1983-11-01
Also published as: JPH0524760B2; NL191916C; GB2119589A; FR2524729A1; ATA120183A; US4446406A; JPS58172994A; FR2524729B1; AU1302183A; AT386095B; AU551686B2; CA1192257A; DE3311876A1; NL191916B; GB2119589B; DE3311876C2

Description

• · * ' ' ' V 3 C/Ca/ar/1530

Bekrachtigingsschakeling voor een borstelloze gelijkstroom-motor.

De uitvinding heeft betrekking op een bekrach- r tigingsschakeling voor een borstelloze gelijkstroommotor, en meer in het bijzonder op een voor levering van bekrach- -tigingsimpulsen aan de motorstator zonder toepassing van een 5 rotorpositiedetectie-element geschikte bekrachtigingsschake-ling.

Bij borstelloze gelijkstroommotoren van het gewoonlijk bij videobandapparaten toegepaste type bestaat de stator meestal uit een driefasige wikkeling, waarbij de 10 bekrachtigingsstroom aan iedere fasewikkeling per rotatie-hoek van 120° van de rotor plaatsvindt» Gewoonlijk wordt . daarbij een rotorpositiedetectie-element toegepast voor detectie van de rotatiepositiè van de rotor, zodanig, dat de bekrachtigingsstroom steeds aan de juiste statorfasewikkeling 15 kan worden toegevoerd. Bij een borstelloze gelijkstroommotor van dergelijk type is het zeer belangrijk, dat de stroom door de driefasige statorwikkelingen nauwkeurig in fase met de rotatiepositie van de rotor geschiedt; op die wijze wordt het optimale motorkoppel verkregen. Gewoonlijk 20 worden drie afzonderlijke rotorpositie-elementen toegepast, welke op onderling gelijke, met electrische hoeken van steeds 120° overeenkomende intervallen zijn aangebracht. Als dergelijke rotorpositiedetectie-elementen worden wel magneto-sensitieve elementen, zoals met Hall-effect werkende elemen- .

25 ten, gebruikt. . :

De toepassing van dergelijke afzonderlijke positiedetectie-elementen heeft zowel vanuit het gezichts-punt van installatie, als van dat van kalibrering, verschillende nadelen. In verband daarmede is men reeds overgegaan 30 tot rotorpositiedetectie zonder toepassing van fysisch gescheiden, afzonderlijke rotordetectie-elementen. Zo beschrijft bijvoorbeeld aanvraagsters Amerikaanse octrooischrift 3.997.823 een dergelijke bekrachtigingsschakeling voor een borstelloze gelijkstroommotor.

35 De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel 8301192 • 4 , ·*· -2- een dergelijke zonder toepassing van afzonderlijke rotor-positiedetectie-elementen werkende bekrachtigingsschakeling voor een borstelloze gelijkstroommotor te verschaffen, welke —- zich leent voor uitvoering als geïntegreerde schakeling.

5 Volgens een aspect van de onderhavige uitvin ding bevat een dergelijke bekrachtigingsschakeling een aantal schakelaars, welke ieder met de statorwikkelingen van de motor in serie zijn geschakeld en dienen voor sequentiële toevoer aan de wikkelingen van de respectievelijk in aanmer-10 king komende bekrachtigingsstromen. De desbetreffende schakel-eenheden worden bestuurd door respectievelijk bijbehorende vergelijkingsschakelingen, welke een spanning van voorafbepaalde waarde met de respectievelijk in de verschillende wikkelingen geïnduceerde spanning vergelijken. Op die wijze 15 wordt een juist tijdsritme verkregen zonder toepassing van afzonderlijke vertragingsschakelingen of afzonderlijke rotor-positiedetectie-elementen.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende 20 tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen:

Fig. 1 de golfvormen van de in de statorwikkelingen van een borstelloze gelijkstroommotor geïnduceerde • . spanningen en van de door de bekrachtigingsschakeling vol- 25 gens de uitvinding geleverde bekrachtigingsimpulsen,

Fig. 2 een schema van een bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding,

Fig. 3 de golfvormen van de in de stator- ' ^ t wikkelingen van een borstelloze gelijkstroommotor geïndu-30 ceerde spanningen en van de door de bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding geleverde bekrachtigingsimpulsen bij bekrachtiging in aan die volgens Fig. 1 tegengestelde rota-tierichting van de motor,

Fig. 4 een schema van een andere uitvoerings-35 vorm van een bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding, meer in het bijzonder voor bekrachting van de motor in voorwaartse of teruggaande richting, '830 1 1 9 2 ‘ » * < -3-

Fig. 5 een schema van nog een andere uitvoeringsvorm van een bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding voor bekrachtiging van de motor in voorwaartse Jl. .

of teruggaande richting en voorts voor levering van een 5 startkoppel voor de motor en

Fig. 6 een schema van nog een andere uitvoeringsvorm van een schakeling voor het starten van een borstelloze gelijkstroommotor onder toepassing van een bekrachtigingsschakeling volgens de onderhavige uitvinding.

10 Fig. 1 toont de relatie tussen de in de drie statorwikkelingen van een driefasige, borstelloze gelijk-stroommotor geïnduceerde spanningen. In Fig. 2 zijn deze wikkelingen schematisch weergegeven. Meer in het bijzonder zijn deze statorwikkelingen in Fig. 2 respectievelijk als 15 1^, 1^. en 1^. aangeduid. Zoals Fig. 1 laat zien, vertonen de in deze drie wikkelingen geïnduceerde spanningen althans tenminste nagenoeg een sinusgolfvorm. Deze geïnduceerde spanningen Ey, E^. en Ew worden respectievelijk door de ü-fase-,de V-fase- en de W-fase- wikkeling geïnduceerd en ver-20 tonen een onderlinge faseverschuiving van 2/337*. Een dergelijke faserelatie komt voort uit de ruimtelijke opstelling van de wikkeling. Deze faserelatie tussen de in de wikkelingen geïnduceerde spanningen E^, Ev en kan worden weer-• gegeven door de volgende vergelijkingen: t 25 Ejj = sin & (1)

Ev = sin (Θ· — 2/3 7Γ ) (2)

Ew = sin (e - 4/37f ) (3). . -

De werkzame tijdsintervallen van de voor de respectieve statorwikkelingen dienende bekrachtigingsimpulsen 30 Ttt, T_t en T_, vormen intervallen, gedurende welke de bijbe-horende spanning daalt tot binnen een gebied van ëën S anderhalf maal de negatieve piekwaarde van de referentiespanning Ve. Deze werkzame tijdsintervallen corresponderen met elec-

ö O

trische fasehoeken van 120 . Indien wordt aangenomen dat de 35 ü-, de V- en de W- fasewikkeling van de motor achtereenvol gens worden bekrachtigd, zullen een in de eerste fasewikkeling 8301192 -4-

f . . I

* * geïnduceerde spanning V2 en een in de volgende fasewikkeling geïnduceerde spanning de onderlinge relatie V1:V2 =2:-1 hebben., zulks op de respectieve tijdstippen en t^. i- -

In verband daarmede zullen de werkzame tijdsintervallen T en 5 de geïnduceerde spanningen E de volgende relaties vertonen: W*V = V2 + Eü - VS ·+ V2 + =V = Ys (4) TV(t2">t3) = EW/2 + \ V2+Ewïvs (5) 10 = Εΐ/2 + EW = VS^

Ev/2 + Εσ = Vs (6)

De motorbekrachtigingsschakeling voor de borstelloze gelijkstroommotor voert detectie van de geïnduceerde spanning E uit voor zodanige instelling van de tijds-.15 intervallen T, dat aan de hiervoor genoemde relaties (4), (5) en (6) wordt voldaan.

Fig. 2 toont het schema van een uitvoeringsvorm van een bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding; de werking van deze bekrachtigingsschakeling is gebaseerd 20 op de hiervoor gegeven vergelijkingen. Bij de bekrachtigingsschakeling volgens Fig. 2 worden de U-, V- en W- fasewikke-. lingen ;i·^, 1^. en 1^. door een van een voedingsaansluiting 2 afkomstige stroom met een referentiespanningsniveau V§ achtereenvolgens bekrachtigd op de tijdstippen, waarop de 25 respectieve transistoren Q1# Q2 en Q3 in hun geleidende toestand komen; daarbij verschijnen over de statorwikkelingen 1 de geïnduceerde spanningen E. De transistoren Q^,Q2 en komen in hun geleidende toestand bij ontvangst aan hun basiskring van een van respectieve vergelijkingsschakelingen 3U, 30 3V en 3W afkomstige spanningen van betrekkelijk hoog niveau.

Van de vergelijkingsschakelingen 3 zijn de respectieve omkeer-ingangsaansluitingen gekoppeld met de respectieve inductie-spanningsdetectiepunten U,V en W en zijn de niet-omkeer-ingangsaansluitingen gekoppeld met de respectieve collector-35 kringen van drie transistoren Q^, Q5 en Qg, De werking van de ...... 830 1 1 9 2 I 4 « -5- transistor wordt bestuurd door de transistor Q2 via een transistor Q^; de werking van de transistor Qj- wordt bestuurd door de transistor via een transistor Qg? de t-· - werking van de transistor Qg wordt bestuurd door de transis-5 tor via een transistor Q^.

Van de drie statorwikkelingen 1^, 1^. en is | steeds het ene einde met de beide anderen gekoppeld via inductiespanningsweerstanden R^ en R^. Meer in het bijzonder is tussen het ene einde van de wikkeling lw en het overeen-10 komstige einde van de wikkeling lv een serieschakeling van twee weerstanden R^ en R2 opgenomen; op soortgelijke wijze is tussen de overeenkomstige einden van de beide wikkelingen lv en ly een serieschakeling van twee weerstanden R^ en R2 opgenomen; hetzelfde geldt voor de desbetreffende einden 15 van de wikkelingen ly en 1^. In het schema volgens Fig. 2 zijn de punten A en de pünten B respectievelijk doorverbonden, waaruit een practisch continu netwerk resulteert. De knooppunten of verbindingspunten van de respectieve serie-schakelingen van weerstanden R-j^ en R2 zijn in Fig. 2 met 20 de respectieve verwijzingssyrabolen V, U en W aangeduid. De verhouding van de weerstandswaarde van iedere weerstand R^ tot dïe van de bijbehorende weerstand R2 heeft een waarde 2:1. Als gevolg daarvan zal in het punt ü een spanning ter - waarde (E^./2 + E^) worden gedetecteerd en in het punt V een 25 spanning ter waarde (E^/2 + E^) worden gedetecteerd, terwijl in het punt W een spanning ter waarde (E^/2 + E^} wordt gedetecteerd.

Vervolgens zal de werking van de motorbekrach-. ^ tigingsschakeling volgens Fig. 2 worden beschreven.

30 Indien wordt aangenomen, dat het uitgangssig naal van de vergelijkingsschakeling 3^ op het tijdstip t^ een niveaustijging vertoont, waardoor de transistor in zijn geleidende toestand komt en de wikkeling ly op dat tijdstip wordt bekrachtigd, kan worden gesteld, dat de 35 transistor $2 zijn niet-geleidende toestand verkeert, de transistor in zijn geleidende toestand verkeert en de transistor Q4 in zijn niet-geleidende toestand verkeert, 8301192 • * , r‘ -6- zodat de niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkings-schakeling op een althans bij benadering aan dAt van de voedingsspanning Vg gelijk spanningsniveau wordt gehouden. De - spanning in het punt ü wordt eveneens op het voedingsspannings-5 niveau Vg gehouden, zodat de uitgangsspanning van de verge-lijkingsschakeling 3g op een hoog niveau wordt gehouden. De transistor is eveneens in zijn niet-geleidende toestand, terwijl de transistor Qg in zijn geleidende toestand verkeert en de transistor Qg in zijn niet-geleidende toestand verkeert, 10 zodat de niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkings-schakeling 3^. eveneens op het niveau van de voedingsspanning Vg wordt gehouden.. De spanning in het detectiepunt V zal hoger liggen dan de voedingsspanning Vg, zodat de uitgangsspanning van de vergelijkingsschakeling 3V een laag niveau 15 zal hebben, dat bijna op aardpotentiaal ligt, waardoor de transistor in zijn niet-geleidende toestand wordt gehouden. Aangezien de transistor in zijn geleidende toestand verkeert, zal de bijbehorende transistor in zijn niet-geleidende toestand moeten verkeren en verkeert de transistor 20 Qg in zijn geleidende toestand, zodat de niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkingsschakeling 3W op een laag niveau ten opzichte van het omkeerniveau wordt gehouden. De spanning in het detectiepunt W zal op een hoger niveau dan dat van de voedingsspanning Vg liggen, zodat het uitgangs-25 niveau van de vergelijkingsschakeling 3^.daalt, waardoor de transistor Qg in zijn niet-geleidende toestand wordt gebracht. Wanneer de motorrotor v66r het tijdstip t2 over een electrische hoek van 120° heeft geroteerd, zoals Fig. 1 laat ' ^ zien, zal de spanning in. het detectiepunt V gelijk Vg zijn, 30 waardoor de uitgangsspanning van de vergelijkingsschakeling 3V naar een hoog niveau gebracht wordt. De transistor Q2 zal daardoor in zijn geleidende toestand komen en de wikkeling lv bekrachtigen, terwijl tegelijkertijd de transistor in zijn niet-geleidende toestand komt en de transistor Q^ in zijn ge-35 leidende toestand komt. Dit wil zeggen, dat de niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkingsschakeling 3y tot een laag ,,,a, 83 0 1 1 9 2 ' *» k -7- niveau ten opzichte van het niveau aan zijn omkeeringangs-aansluiting zal dalen- Aangezien onder die omstandigheden de spanning in het detectiepunt ü'hoger dan aardpotentiaal .

ligt, zal het uitgangsniveau van de vergelijkingsschakeling 5 3^ dalen. Daardoor wordt de transistor in zijn niet-geleidende toestand gebracht, zodat de bekrachtiging van de wikkeling 1^ wordt verbroken. Op het tijdstip, waarop de transistor in zijn niet-geleidende toestand komt, gaat de transistor naar zijn geleidende toestand, terwijl de tran-10 sistor Qg naar zijn niet-geleidende toestand gaat. De niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkingsschakeling 3^ wordt daardoor op een spanningsniveau gebracht, dat althans tenminste nagenoeg gelijk aan dat van de voedingsspanning Vg is; aangezien onder die· omstandigheden de spanning in het 15 detectiepunt W hoger dan de voedingsspanning Vg ligt, zal het uitgangsniveau van de vergelijkingsschakeling 3^ op een betrekkelijk lage waarde worden gehouden, waardoor de transistor in zijn niet-geleidende toestand wordt gehouden en de bekrachtiging van de wikkeling 1^ verbroken blijft.

20 Zoals Fig. 1 laat zien, worden alle schakelings- elementen op het tijdstip tg in de volgende bedrijfsfase gebracht, welke laatstgenoemde identiek met de hiervoor beschreven, voorafgaande bedrijfsfase is. Als gevolg daarvan . wordt de W- fasewikkeling 1^ bekrachtigd, terwijl de bekrach- 25 tiging van de V- fasewikkeling lv wordt verbroken, terwijl de U- fasewikkeling ly onbekrachtigd blijft. Dit komt duidelijk naar voren uit de geïnduceerde spanningen volgens Fig. 1.

Op het tijdstip t^ begint de uitgangstoestand, als hiervoor ' beschreven voor het tijdstip t^, opnieuw? de driefasige be-30 drijfscyclus herhaalt zich dan. Bij een dergelijke driefasige bedrijfscyclus wordt sequentieel aan de relaties (4),(5) en (6) voldaan, zodat de werkzame tijdsintervallen T^j, Tv en Tw achtereenvolgens worden bepaald.

De in het voorgaande aan de hand van Fig. 2 35 beschreven bekrachtigingsschakeling volgens de uitvinding dient voor bekrachtiging van een borstelloze gelijkstroora-motor in voorwaartse richting. Eenzelfde benadering kan worden 8301192 4 .-8- gevolgd voor bekrachtiging van een borstelloze gelijkstroom-motor in hetzij de voorwaartse, hetzij de teruggaande richting. Een desbetreffende schakeling zal nu aan de hand van L· . de golfvormen volgens Pig. 3 en van het schema volgens Fig.

5 4 worden besproken.

In verband met de golfvormen volgens Fig. 1 wordt nog opgemerkt, dat de ü-, V- en W- fasewikkeling achtereenvolgens in de genoemde volgorde worden bekrachtigd voor aandrijving van de motor in voorwaartse richting. Voor 10 bekrachtiging van de motor in teruggaande richting, dienen de fasewikkelingen in de volgorde U,W en V te worden bekrachtigd. Indien een dergelijke bekrachtiging zou moeten worden uitgevoerd door de bekrachtigingsschakeling volgens Fig. 2, zou een met de som van de in de wikkeling lg. geïn-. 15 duceerde spanning E^. en de helft van de in de wikkeling lw geïnduceerde spanning Ew overeenkomende spanning aan de niet-omkeeringangsaansluiting van de vergelijkingsschakeling Vy moeten worden toegevoerd gedurende de periode, waarin de U- fasewikkeling in zijn bekrachtigde toestand wordt 20 gehouden. Na verloop van een tijdsinterval dient de wikkeling lw bekrachtigd te worden, terwijl het uitgangsniveau van de vergelijkingsschakeling 3W onveranderd moet blijven om de V- fasewikkeling in zijn onbekrachtigde toestand te houden. Wanneer de W- fasewikkeling en de V- fasewikkeling 25 in een bekrachtigde toestand verkeren, en de respectieve tijdsintervallen en zijn verstreken, dient deze operatie te worden herhaald.

Fig. 3 toont de relatie tussen de geïnduceerde ' ^ spanningen Ey, Ey en Ew enerzijds en de respectieve tijds-30 intervallen T^, Tv en Tw anderzijds voor de bekrachtigingsschakeling volgens Fig. 4, waarmee de bekrachtiging in teruggaande richting van een borstelloze gelijkstroommotor kan . worden verkregen. Fig. 4 vormt een schema van een andere uitvoeringsvorm van de bekrachtigingsschakeling volgens de 35 onderhavige uitvinding; daarbij zijn zoveel mogelijk dezelfde verwijzingssymbolen als in Fig. 1 gebruikt.

Zoals reeds is opgemerkt, toont Fig. 3 de 8301192 ‘ - % -9- relaties tussen de in de wikkelingen geïnduceerde spanningen en de bekrachtigingstijdsintervallen, waarvoor de volgende vergelijkingen gelden: i.. - Tü(tl-»V - V2 + s v2 + *» = vs (7) _ ^^2 + - VS~^

Eg/2 + Ey = Vg (8) - V2 + *7 #vS-> V2 + E0 = VS (9) ’ 10 In· het schema volgens Fig. 4 komen de detec- tiepunten X,Y en Z overeen met de respectieve spannings- detectiepunten U,V en W in de schakeling volgens Fig. 2. In deze detectiepunten X,Y en Z verschijnen steeds de voor de desbetreffende fase geïnduceerde spanning en de met de helft 15 van de voor iedere van de beide andere of aangrenzende fasen geïnduceerde spanningen overkomende spanning. Meer in het bijzonder wordt de geïnduceerde spanning E^., overeenkomende .

met de helft van de in de wikkeling 1__ geïnduceerde spanning w E^, via de diode en de daaraan toegevoegde weerstand 20 enerzijds en een met de helft van de in de wikkeling ly geïnduceerde spanning Ey overeenkomende spanning via de diode D2 met bijbehorende weerstand R^ anderzijds aan het detectie-punt X toegevoerd. Op soortgelijke wijze wordt de geïnduceerde spanning Ey, overeenkomende met de helft van de in de wikke-25 ling 1^. opgewekte spanning E^, via de diode en de bijbehorende weerstand R^ evenals een met de helft van de in de wikkeling 1^. opgewekte spanning E^. overeenkomende spanning via de diode en de bijbehorende weerstand R^, aan het detectiepunt Y toegevoerd. In het detectiepunt Z verschijnen 30 de geïnduceerde spanning E^, overeenkomende met de helft van de in de wikkeling ly geïnduceerde spanning Ey via de diode Dg en bijbehorende weerstand R^, evenals een met de helft van de in de wikkeling 1^ opgewekte spanning Ey/ welke via de diode Dg en de bijbehorende weerstand Rj^ het detectiepunt 35 Z bereiken.

8301192 I I _ ! .

-10- - Voor bedrijf van de bekrachtigingsschakeling in de voorwaartse en in de teruggaande rotatierichting (van de borstelloze gelijkstroommotor) is een vooruit/terug-kiesschakelaar 4 aanwezig, welke naar keuze de voedings-5 spanning Vg aan de in aanmerking komende bekrachtigingstran-sistoren toevoert. Meer in het bijzonder zijn de transis-toren QjrQg en pg zodanig· aangesloten, dat rotatie in voorwaartse richting van de motor wordt verkregen, terwijl de transistoren Q^q/Q^ en zo^an^ zijn aangesloten, dat 10 rotatie in teruggaande richting van de motor wordt verkregen. Afhankelijk van de stand van de kiesschakelaar 4, wordt de voedingsspanning Vg toegevoerd aan de respectieve collector-stroomkringen van de transistoren Qy,Qg,Qg of van de transistoren Qio'^Il'^12" Parallel aan de transistoren Q4/Q5 en 15 Qc, welke voor motorrotatie in voorwaartse richting dienen,

O

zijn de respectieve transistoren en voor motor rotatie in teruggaande richting geschakeld. De geleidings-overgang van de transistoren Q^/Q^ en wordt door de respectieve transistoren Q^q'^11 en bepaald. Tijdens 20 motorrotatie in voorwaartse richting besturen de transistoren QlfQ2 en Qg de respectieve transistoren Qg,Qy en Qg, terwijl tijdens motorrotatie in teruggaande richting de transistoren Q2'Q2 en Q3 de respectieve transistoren Q·^/ . Qi2 en Qio besturen.

25 Bij de voor bekrachtiging van een borstelloze gelijkstroommotor dienende bekrachtigingsschakeling volgens Fig. 4 wordt, wanneer de kiesschakelaar 4 naar motorrotatie in teruggaande richting wordt overgeschakeld, een schakeling - ~ tot stand gebracht, welke althans tenminste nagenoeg over-30 eenkomt met die volgens Fig. 2. Meer in het bijzonder worden de bekrachtigingswikkelingen l^ly en 1^ gedurende de respectieve tijdsintervallen Τ^,Τ.^. en T^. achtereenvolgens bekrachtigd volgens het tijdsritme volgens Fig. 1. Als gevolg daarvan zal de motor in voorwaartse richting roteren. Wanneer 35 de kiesschakelaar 4 naar motorrotatie in teruggaande richting wordt overgeschakeld, komt een bekrachtigingsschakeling tot stand, waarin de bekrachtiging per fase in aan die volgens 8301192 -11-

Fig. 2 tegengestelde volgorde verloopt. Meer in het bijzonder worden de wikkelingen 1^,1^ en 1^. gedurende de respectieve tijdsintervallen Τ^,Τ^ en Tv in de desbetreffende volgorde ς.. -bekrachtigd, respectievelijk volgens het tijdsritmepatroon 5 van Fig. 3. Als gevolg daarvan, voert de motor rotatie in teruggaande richting uit.

Voor levering van een startkoppel voor de motor wordt bij de in Fig. 4 weergegeven bekrachtigings-schakeling volgens de uitvinding slechts éën van de fase-10 wikkelingen bekrachtigd. De bekrachtigingsvolgorde wordt bepaald door de schakeltoestand of -stand van de kiesschake-laar 4. Wanneer de rotor stilstand vertoont, wordt een start-spanning van lager niveau dan de voedingsspanning Vg gelijktijdig aan de punten 0,P en Q toegevoerd. Wanneer de kies-15 schakelaar 4 zich in de voor motorbekrachtiging in voorwaartse richting dienende schakelstand bevindt, wordt aan êên van de hiervoor genoemde vergelijkingen (4),(5) en (6) voldaan. Wanneer de schakelaar 4 daarentegen naar zijn op motorrotatie in teruggaande richting gerichte schakelstand 20 bevindt, wordt aan êên van de vergelijkingen (7),(8) en (9) voldaan. Als gevolg daarvan wordt éën van de wikkelingen 1^,1^. en I»w bekrachtigd. Wanneer de startspanning verder aan de punten 0,P en Q blijft toegevoerd, zal de bekrachtiging van een bepaalde fase overgaan naar de bekrachtiging 25 van een volgende fase, in de door de stand van de kiesschake-laar 4 bepaalde volgorde? daardoor wordt motorrotatie in de gewenste richting verkregen.

Fig. 5 toont, als verdere uitvoeringsvorm van ^ de onderhavige uitvinding, een bekrachtigingsschakeling,

30 waaraan als integraal onderdeel een motorstartschakeling is toegevoegd, respectievelijk daartoe behoort. Bij de schakeling volgens Fig. 5 vormt een multivibrator 5 de start-schakeling, welke dient voor levering van de hiervoor beschreven startspanningen. Het uitgangssignaal van de multi-35 vibrator 5 wordt toegevoerd aan de basis van een transistor Q^g, waarvan de collectorkring via een weerstand een uitgangssignaal levert, dat via respectieve diodes D-,DQ en DQ

830 1 1 9 2 • · * · I -r -12- aan de respectieve startpunten 0,P en Q wordt toegevoerd.

Wanneer de transistor Q^g in zijn geleidende toestand komt, zullen de potentialen aan de respectieve startpunten 0,P en ; Q practisch op aardniveau zijn, terwijl deze startspanningen 5 in de punten 0,P en Q, wanneer de transistor Q^g naar zijn niet-geleidende toestand overgaat, op spanningsniveau.'s worden gehouden, welke lager liggen dan dat van de voedingsspanning Vg met een bedrag, dat gelijk is aan de drempel-spanningswaarde V^, van de diodes en Dg. Op dat tijd- 10 stip wordt aan één van de vergelijkingen (4),(5) en (6) of aan één van de vergelijking (7), (8) en (9) voldaan, zodat bekrachtiging van de in aanmerking komende wikkeling wordt verkregen. Wanneer de transistor opnieuw naar zijn niet-geleidende toestand overgaat en vervolgens opnieuw naar zijn 15 geleidende toestand overgaat, gaat de bekrachtiging van een bepaalde fase over naar die van de volgende fase, zulks in de door de schakelstand van de kiesschakelaar 4 bepaalde volgorde of richting. Als gevolg daarvan zal de motor hetzij in de voorwaartse richting, hetzij in de teruggaande richting, 20 worden gestart. Aan de startpunten 0,P en Q worden de start-impulsen toegevoerd, totdat een stabiel, synchroon rotor-gedrag is verkregen. In plaats van aan de punten 0,P en Q kunnen de startimpulsen aan de punten X,Y en Z worden toegevoerd.

25 Pig. 6 toont weer een andere uitvoeringsvorm van een bekrachtigingsschakeling volgens de onderhavige uitvinding, waarbij een andere startschakeling wordt toegepast.

Bij de bekrachtigingsschakeling volgens Fig. 6 bestaat de · ~ startschakeling uit een zaagtandgolfvormoscillator, welke 30 in de plaats van de multivibrator 5 bij de uitvoeringsvorm volgens Fig. 5 treedt. De einden van de wikkelingen 1^,1^. en lw, welke gewoonlijk met elkaar zijn doorverbonden, dat wil zeggen de niet met de diodes verbonden einden, zijn bij deze schakeling verbonden met de respectieve ingangseindpunten 35 en 6W- De detectiepunten X,Y en Z van de schakeling volgens Fig. 5 zijn bij de uitvoeringsvorm volgens Fig. 6 verbonden met de respectieve uitgangseindpunten X,Y en Z. Op 830 1 1 9 2 • · * * -13- «' * soortgelijke wijze zouden de punten X,Y en Z volgens Fig. 6 met de respectieve punten 0,P en Q van de schakeling volgens Fig. 5 kunnen zijn verbonden. De ingangseindpunten lyrly en -- -lw worden op spanningsniveau1s gehouden, welke in geringe ji ft «« 5 mate lager liggen dan d&t van de voedingsspanning V_; de s transistoren en Q19 worden in hun geleidende toestand gehouden, de transistor Q20 wordt in zijn niet-geleidende toestand gehouden en de transistor Q21 wordt in zijn geleidende toestand gehouden. Als gevolg daarvan wordt de capaciteit 10 opgeladen; tijdens de oplaadperioden is een transistor in zijn geleidende toestand en een transistor Q22 in zijn niet-geleidende toestand. De uitgangspunten X,Y en Z worden, aangezien de' transistor 23 in zijn niet-geleidende toestand verkeert, althans tenminste nagenoeg op het niveau van de 15 voedingsspanning Vg gehouden. Wanneer één van de stator-wikkelingen wordt, bekrachtigd en de capaciteit tot een voorafbepaald niveau is opgeladen, zal de transistor Q21 naar zijn niet-geleidende toestand overgaan, evenals de transistor &22' waar<^oor de transistor Q22 naar zijn geleidende 20 toestand overgaat. De ingangseindpunten 1^,1^. en 1^. en de uitgangseindpunten X,Y en Z worden daardoor op althans tenminste nagenoeg het aardpotentiaalniveau gebracht. Als gevolg daarvan worden de transistoren en Q19 in hun niet- * geleidende toestand gebracht, terwijl de transistor in 25 zijn geleidende toestand wordt gebracht. Dit voert tot ontlading van de capaciteit Ci via de transistor Q2q/ waarna de transistoren Q21 en. Q22 in hun geleidende toestand komen en de transistor Q22 in zijn niet-geleidende toestand komt. ' ^ Dit bedrijf wordt herhaald, totdat stabiele rotorsynchronisa-30 tie is bereikt. Aangezien de transistoren Qjen doör de in een bekrachtigde wikkeling geïnduceerde spanning in hun niet-geleidende toestand worden gebracht, wordt de verdere opwekking van een zaagtandgolfvormig signaal verhinderd.

Hoewel bij de hiervoor beschreven uitvoerings-35 vorm van de uitvinding de in de verschillende fasewikkelingen geïnduceerde spanningen verondersteld worden, een sinusgolf-vorm te hebben, geldt voor niet-sinusgolfvormige inductie- 8301192 . «r -14- spanningen dat de verhouding van de weerstandswaarde van de weerstand R^ tot die van de weerstand in afhankelijkheid van de optredende golfvorm van de' geïnduceerde spanning dient ". . te worden gewijzigd. ^ 5 Volgens de in het voorgaande beschreven uit vinding kan een verhindersignaal, bijvoorbeeld een uit de collectorspanning van de transistor Q^ van de uitvoeringsvorm volgens Fig. 4 afgeleid signaal, met het schakelsignaal worden geproduceerd. Eén van de twee aangrenzende wikke-10 lingen, bijvoorbeeld de V- en de W- fasewikkeling in geval van de. U- fasewikkeling, wordt dan eventueel niet bekrachtigd, bijvoorbeeld door een daarop gerichte besturing van de transistor Qg of door. middel„van de transistor Q^. In dat geval kan een vlekkeloze en. juiste overschakeling van 15 de rotatierichting van de motor worden verkregen.

Een ander voordeel van de bekrachtigings-schakeling volgens de uitvinding is, dat de startimpulsen worden toegevoerd aan die punten van de schakeling, zoals de detectiepunten 0,P en Q of de detectiepunten X,Y en Z, 20 waaraan de in de desbetreffende fasewikkeling geïnduceerde spanning verschijnen, zodat een vlekkeloze start in de gewenste richting van de motor wordt verkregen.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in . het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven 25 uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven componenten en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden. ' ^ 830 1 1 9 2

Claims

1. Bekrachtigingsschakeling voor een borstel-loze gelijkstroommotor van het type met een aantal wikkelingen en een aantal schakelaars voor selectieve doorverbinding van de wikkelingen met een vermogensbron, met het 5 kenmerk, dat de schakelaars (Q^rC^/Q^) worden bestuurd door een spanningsdetectieschakeling (R^I^rQg/Qg), welke de in de aan een bekrachtigde wikkeling aangrenzende wikkelingen geïnduceerde spanningen detecteert en de gedetecteerde spanningen volgens voorafbepaalde verhoudingen mengt., ter-10 wijl voorts een schakelbesturingseenheid (3.^.,3^3^ aanwezig is, voor -vergelijking van een door keuze- paalde van de gemengde spanningen met een referentiespanning (Vg) en voorLlevering van schakelbesturingssignalen, welke de doorverbinding van de respectieve wikkelingen met de voedings-15 bron op basis van het bereikte vergelijkingsresultaat bepalen·

2. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de spanningsdetectieschakeling een aantal weerstanden (R^R^) van vooraf gekozen respectieve weerstandswaarden bevat en dat de diverse wikkelingen 20 aan hun ene einde met de voedingsbron zijn verbonden, terwijl tenminste twee van de weerstanden tussen de andere einden van aangrenzende wikkelingen zijn aangesloten, zodanig, dat de spanningen (U,V,ïï) in voor af bepaalde verhoudingen ter beschikking komen.

3. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de schakelbesturingseenheid een aantal spanningsvergelijkingsschakelingen (3ν,3^*3^) bevat, welke ieder aan hun ene ingangsaansluiting (+) met een punt van de referentiespanningswaarde (Vg) en aan hun andere 30 ingangsaansluiting (-) aan het respectievelijk tussen de beide tenminste tussen de andere vrije einden van de aangrenzende weerstanden aangesloten weerstanden gelegen spannings-deelpunten (U,V,W) zijn aangesloten.

4. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 1, 35gekenmerkt door een rotatierichtingsbesturingseen-heid (4) voor keuze van de rotatierichting van de motor door 8301192 ' - 'ft. -16- faepaling van de volgorde, waarin, de schakelaars de respectieve wikkelingen (lg.,1^.,1^ met de voedingsspanning (Vg) doorverbinden.

5. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 5 1, gekenmerkt door een motorstartschakeling (5) voor levering van startkoppelimpulsen.aan door keuze bepaalde van de wikkelingen.

6. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de motorstartschakeling 10 een multivibratorschakeling bevat.

7. Bekrachtigingsschakeling volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de motorstartschakeling een zaagtandgolfvormoscillator bevat. 8301192