WO1991008437A1 - Verfahren zum bestimmen der drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen wicklung und schaltungsanordnung zur ausführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum bestimmen der drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen wicklung und schaltungsanordnung zur ausführung des verfahrens Download PDF

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Norbert Normann
Günter Uhl
Gunter Lothar Schulze
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Doduco Gmbh + Co. Dr. Eugen Dürrwächter
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown

Definitions

  • the invention is based on a method for determining the angular position of a rotatably mounted electrical winding (rotor winding) by generating a rotating magnetic field (stator windings) in two identical windings crossed at a right angle at the location of the rotor winding, the field strength vector of which with a Rotates speed, which is large against the rotational speed of the rotor winding, and measuring the time period between the passage of the field strength vector through a predetermined angular position and the next positive or negative zero crossing of the alternating electrical current flowing in the rotor winding as a result of magnetic induction.
  • the resolver mainly consists of a Gate with two identical electrical windings crossed at a right angle, which is referred to below as rotor winding.
  • the one stator winding is excited with a sinusoidal alternating current and the other stator winding is excited with a cosine-shaped alternating current with a matching frequency.
  • a magnetic rotating field is created which induces an alternating electrical voltage in the rotor winding.
  • the time period between the passage of the field strength vector through a predetermined angular position and the next positive or negative zero crossing of the alternating voltage in the rotor winding is measured. This time period is directly proportional to the current angle of rotation position of the rotor winding in relation to the predetermined angle of rotation position of the field strength vector of the rotating field.
  • the positive zero crossing of the AC voltage is understood here to mean that zero crossing at which the sign of the AC voltage changes from negative to positive; Accordingly, the negative zero crossing is understood to mean that at which the sign of the alternating voltage changes from positive to negative.
  • the period of time to be measured is ended either only by the positive or only by the negative zero crossing of the induced alternating voltage in order to rule out the ambiguity of the determination of the angle of rotation position.
  • the amplitude of the magnetic rotating field is independent of the angle of rotation if the two windings are the same as intended and if they are fed with alternating currents of the same amplitude.
  • An electrical AC voltage is then induced in the rotor winding, which is moving in the magnetic rotating field, the amplitude of which is also essentially independent of the angle of rotation position, which facilitates the evaluation of the induced AC voltage.
  • the position of the rotating field strength vector which you measure the time difference until the AC voltage in the rotor winding crosses zero. It is expedient, however, to choose a position of the field strength vector which is as easy to determine as possible, in particular a position which is characterized by the zero crossing of the current strength of one of the two alternating currents fed into the stator windings; it is the same with the known resolver evaluation principle.
  • the time period to be measured is then represented as the time period between two consecutive zero crossings of two sinusoidal fluctuating electrical signals.
  • the time period is measured digitally by feeding a sequence of electrical pulses into an electronic counter that starts with a signal derived from the first zero crossing and by a signal derived from the second zero crossing is stopped. In order that this period of time can be determined with sufficient accuracy, the frequency of the pulse sequence with the aid of which the respective period of time is measured must of course be large compared to the frequency of the alternating currents fed into the stator windings.
  • resolvers are e.g. used in machine tools.
  • the resolver works e.g. together with a spindle through which a tool is positioned.
  • a disadvantage of the known resolvers is that e.g. in the event of a power failure of a machine tool, the number of revolutions in the counter and thus the position of the tool is lost.
  • Another disadvantage of the known resolvers is that the resolver cannot detect the wake of a currentless machine in the event of a power failure, such as the manual adjustments of the tool, depending on the application.
  • the present invention has for its object to provide a method for determining the rotational angle position of a rotatably mounted electrical winding, which works safely and reliably even if there is no sine-cosine excitation of the stator windings. This object is achieved by a method for determining the rotational angle position of a rotatably mounted electrical winding with the features specified in claim 1.
  • a particularly suitable circuit arrangement for carrying out the method is the subject of claim 6.
  • the rotor winding is fed with at least one of the stator windings or the stator windings are supplied with direct current pulses via the rotor windings and the response signal in the stator windings or in the rotor winding is observed and possibly also after the chronological course of the signs the amplitude is evaluated and e.g. the zero crossings counted.
  • each response signal has a sinusoidal shape measured over the angular position.
  • the sign of the response signal can be used to determine which quadrant the rotor is in, and this has made it possible to count the number of revolutions. From the sequence of the sign changes between the quadrants, the sequence of the response signals can also be used to distinguish between forward and backward running.
  • a staggered DC pulse is supplied to each stator winding when the stator is excited.
  • answers are obtained in a corresponding manner, which are assigned to the respective direct current pulses.
  • the point in time of the rotary movement is advantageously offset by 180 ° relative to the metering point when the power supply is present. It is thereby achieved that the tolerance of the metering point can remain in normal current operation without effect on the accuracy of the number of revolutions during normal operation (power supply available).
  • the point of delivery of the system that is in de-energized mode in the valid quadrant transition, the quadrant information of the first test measurement after the power failure is compared with the last valid quadrant information in normal operation.
  • the resolver consists of two identical stator windings 1 and 2, which intersect at right angles, and a rotor winding 3, which is rotatably mounted on the opposite side Arranged in such a way that the axis of rotation which runs through a center at a right angle to the longitudinal axis of the rotor winding 3 coincides with that axis 4 which is at right angles to the longitudinal axis of the two stator windings 1 and 2 both through the center of the one as well as the middle of the other stator winding.
  • a sine-cosine generator 5 is provided to generate a magnetic rotating field.
  • Winding 1 feeds sinusoidal alternating current and into the other stator winding 2 a sinusoidal alternating current of the same frequency and the same amplitude, but in the phase around IT 12 compared to the first alternating current.
  • the sinusoidal alternating current can be generated, for example, by a digital method, as described, for example, in DE-OS 36 43 389.
  • the magnetic rotary field generated by feeding the alternating currents into the stator windings 1 and 2 induces a sinusoidal alternating voltage in the rotor winding 3.
  • the time span between a zero crossing of the alternating current which is fed into the stator windings 1 and 2 and the next following zero crossing of the alternating current flowing into the rotor winding 3 is determined measured.
  • the rotor winding 3 is connected to a detection circuit 6 for the zero crossing, the output of which is connected to the stop input of a position counter 7.
  • This position counter 7 receives its start signal from the sine-cosine generator 5, which emits a signal which starts in the position counter 9.
  • this position counter 9 counts pulses which are transmitted by the clock generator 8, the frequency of which is high compared to the frequency of the alternating currents which excite the stator windings 1 and.
  • the counter reading of the position counter 7 is a direct measure of the angular position of the rotor winding 3.
  • the position of the rotor winding represented by the counter reading in the output counter 10, can be displayed digitally or analogously by means of an output unit 9 or after appropriate conversion, or can be output in another way.
  • the current detector 11 is connected on the one hand to the voltage supply 12 and on the other hand to a battery-operated circuit. If the current detector 11 detects that e.g. a power failure has occurred, it releases the circuit with a control pulse.
  • the circuit has a battery 12 which is provided for the voltage supply.
  • the circuit has a memory 13 in which the last status of the position counter 7 is transmitted before a power failure.
  • a pulse generator 14 which is fed by the battery 12, supplies 3 DC voltage pulses to the rotor winding in the exemplary embodiment shown.
  • the response signals are taken from the stator windings 1 and 2 and fed to an evaluation circuit 15 and evaluated.
  • the effective number of rotor revolutions is stored in a non-volatile manner with a resolution of 90 ° in a counter 16. If the power failure has ended, the current position of the rotor can be displayed on the output unit 9.
  • the invention is particularly suitable for resolvers in machine tools.

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Abstract

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen Wicklung (Rotorwicklung) durch Erzeugen eines in zwei gleichen, unter einem rechten Winkel gekreuzten Wicklungen (Statorwicklungen) magnetischen Drehfeldes am Ort der Rotorwicklung. Die Zeitspanne zwischen dem Durchlauf des Feldstärkevektors durch eine vorgegebene Winkellage und dem nächsten positiven oder negativen Nulldurchgang des infolge magnetischer Induktion in der Rotorwicklung fließenden elektrischen Wechselstroms wird gemessen. Bei einem Ausbleiben der Sinus-Cosinus-Erregung der Statorwicklungen (1, 2) infolge eines Stromausfalls wird die Rotorwicklung (3) über wenigstens eine der Statorwicklungen (1, 2) bzw. die Statorwicklungen (1, 2) über die Rotorwicklung (3) mit Gleichstromimpulsen aus einer batteriebetriebenen Gleichstromquelle (12) gespeist. Das Antwortsignal in der Rotorwicklung (3) bzw. in den Statorwicklungen (1, 2) wird beobachtet und nach dem zeitlichen Verlauf der Vorzeichen, evtl. auch nach der Amplitude, ausgewertet und z.B. Nulldurchgänge gezählt.

Description

Verfahren zum Bestimmen der Drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen Wicklung und Schaltungs¬ anordnung zur Ausführung des Verfahrens
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bestimmen der Drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen Wicklung (Rotorwicklung) durch Erzeugen eines in zwei glei¬ chen, unter einem rechten Winkel gekreuzten Wicklungen (Statorwicklungen) magnetischen Drehfeldes am Ort der Rotor¬ wicklung, dessen Feldstärkevektor mit einer Geschwindigkeit rotiert, welche groß gegen die Drehgeschwindigkeit der Rotor- wicklung ist, und Messen der Zeitspanne zwischen dem Durch¬ lauf des Feldstärkevektors durch eine vorgegebene Winkellage und dem nächsten positiven oder negativen Nulldurchgang des infolge magnetischer Induktion in der Rotorwicklung fließen¬ den elektrischen Wechselstroms.
Stand der Technik
Ein solches Verfahren, welches zum Betrieb eines induktiven Drehmelders dient, ist aus der DE-Z "Industrie-Elektrik + Elektronik", 30. Jahrgang, 1985, Nr. 9, Seiten 62 - 69, be¬ kannt. Der Drehmelder besteht hauptsächlich aus einem Sta- tor mit zwei gleichen, unter einem rechten Winkel gekreuz¬ ten elektrischen Wicklungen, welche nachfolgend als Rotor¬ wicklung bezeichnet wird. Um die Drehwinkelstellung des Ro¬ tors relativ zum Stator zu ermitteln, wird die eine Stator- Wicklung mit einem sinusförmigen Wechselstrom und die ande¬ re Statorwicklung mit einem cosinusförmigen Wechselstrom mit übereinstimmender Frequenz erregt. Durch Überlagerung der beiden in den Statorwicklungen erzeugten Magnetfelder ent¬ steht ein magnetisches Drehfeld, welches in die Rotorwick- lung eine elektrische Wechselspannung induziert. Zum Bestim¬ men der Drehwinkelstellung der Rotorwicklung wird die Zeit¬ spanne zwischen dem Durchlauf des Feldstärkevektors durch eine vorgegebene Drehwinkelstellung und dem nächsten posi¬ tiven oder negativen Nulldurchgang der Wechselspannung in der Rotorwicklung gemessen. Diese Zeitspanne ist direkt proportional der aktuellen Drehwinkelstellung der Rotor¬ wicklung in Bezug auf die vorgegebene Drehwinkelstellung des Feldstärkevektors des Drehfeldes. Unter dem positiven Nulldurchgang der Wechselspannung wird hier jener Nulldurch- gang verstanden, bei dem das Vorzeichen der Wechselspannung von negativ nach positiv wechselt; entsprechend wird unter dem negativen Nulldurchgang jener verstanden, bei welchem das Vorzeichen der Wechselspannung von positiv nach negativ wechselt. Die zu messende Zeitspanne wird entweder nur durch den positiven oder nur durch den negativen Nulldurchgang der induzierten Wechselspannung beendet, um eine 180^Zweideu¬ tigkeit der Bestimmung der Drehwinkelstellung auszuschlies- Die Amplitude des magnetischen Drehfeldes ist vom Drehwinkel unabhängig, wenn die beiden Wicklungen wie vorgesehen ein¬ ander gleich sind und wenn sie mit Wechselströmen gleicher Amplitude gespeist werden. In die Rotorwicklung, welche sich in dem magnetischen Drehfeld bewegt, wird dann eine elektrische Wechselspannung induziert, deren Amplitude von der Drehwinkelstellung ebenfalls im wesentlichenunabhängig ist, was die Auswertung der induzierten Wechselspannung er¬ leichtert.
Wie man bei der Durchführung des Verfahrens die Lage des rotierenden Feldstärkevektors wählt, von der aus man die Zeitdifferenz bis zum Nulldurchgang der Wechselspannung in der Rotorwicklung mißt, ist im Prinzip gleichgültig. Zweck- mässigerweise wählt man jedoch eine möglichst leicht fest¬ stellbare Position des Feldstärkevektors, insbesondere eine solche Position, die durch den Nulldurchgang der Strom¬ stärke eines der beider, in die Statorwicklungen eingespeis¬ ten Wechselströme gekennzeichnet ist; so ist es auch bei dem bekannten Drehmelder-Auswerteprinzip. Die zu messende Zeitspanne stellt sich dann als Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen zweier sinusförmiger schwankender elektrischer Signale dar. Die Zeitspanne wird digital gemessen, indem man eine Folge von elektrischen Im- pulsen in einen elektronischen Zähler einspeist, der durch ein vom ersten Nulldurchgang abgeleitetes Signal gestartet und durch ein vom zweiten Nulldurchgang abgeleitetes Signal gestoppt wird. Damit diese Zeitspanne mit hinreichender Ge¬ nauigkeit bestimmbar ist, muß natürlich die Frequenz der Im¬ pulsfolge, mit deren Hilfe die jeweilige Zeitspanne gemessen wird, groß sein gegen die Frequenz der in die Statorwicklun- gen eingespeisten Wechselströme.
Derartige Drehmelder werden z.B. in Werkzeugmaschinen ver¬ wendet. Der Drehmelder arbeitet hierbei z.B. mit einer Spin¬ del zusammen, durch die ein Werkzeug positioniert wird.
Nachteilig bei den bekannten Drehmeldern ist, dass z.B. bei Stromausfall einer Werkzeugmaschine die im Zähler stehende Umdrehungszahl und somit die Position des Werkzeuges verlo¬ ren geht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Drehmelder ist, dass der Drehmelder bei Stromausfall den Nachlauf einer strom¬ losen Maschine nicht erfassen kann, so wie je nach Anwendungs¬ fall die von Hand durchgeführten Verstellungen des Werkzeugs.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Drehwinkelstellung einer dreh¬ bar gelagerten elektrischen Wicklung zu schaffen, welches auch bei einem Ausbleiben der Sinus-Cosinus-Erregung der Statorwicklungen sicher und zuverlässig arbeitet. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der Drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektri¬ schen Wicklung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.
Eine besonders geeignete Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 6.
Bei einem Ausfall 'der Stromversorgung oder beim Abschalten bleibt die Sinus-Coslnus-Erregung der Statorwicklungen aus.
Die Rotorwicklung wird über wenigstens eine der Statorwick- lungen bzw. die Statorwicklungen werden über die Rotorwick¬ lungen mit Gleichstromimpulsen gespeist und das Antwortsig¬ nal in den Statorwicklungen bzw. in der Rotorwicklung be¬ obachtet und nach dem zeitlichen Verlauf der Vorzeichen evtl. auch nach der Amplitude ausgewertet und z.B. die Null- durchgänge gezählt.
Wird die Rotorwicklung mit den Gleichstromimpulsen gespeist, so ist hier ein geringerer Energieverbrauch gegenüber der Speisung der beiden Statorwicklungen zu verzeichnen. Je nach Stellung des Rotors relativ zum Stator erhält man in beiden Statorwicklungen unterschiedliche Antwortsignale. Teilt man die Stellung des Rotors in vier Quadranten ein und bezeich- net die Antwortsignale in beiden Statorwicklungen mit A und B, dann ist deren Vorzeichen davon abhängig, in welchem Quadranten der Rotor steht. Bei Stellung auf den Quadranten¬ achsen ist jeweils ein Antwortsignal gleich null, während das andere Antwortsignal sein Maximum hat. Die Amplitude eines jeden Antwortsignals hat über der Winkelstellung ge¬ messen einen sinusförmigen Verlauf. Aus dem Vorzeichen des Antwortsignals läßt sich feststellen, in welchem Quadranten der Rotor steht und dadurch ist die Möglichkeit geschaffen worden der Zählung der Umdrehungszahlen. Aus der Abfolge der Vorzeichenwechsel zwischen den Quadranten kann man an der Folge der Antwortsignale auch zwischen Vorwärts- und Rückwärtslauf unterscheiden.
Vorteilhafterweise wird bei statorseitiger Erregung an je¬ der Statorwicklung ein zeitlich versetztes Gleichstromimpuls zugeführt. Rotorseitig erhält man in entsprechender Weise vorzeichenbehaftete Antworten, die den jeweiligen Gleich¬ stromimpulsen zugeordnet sind.
Vorteilhafterweise ist der Zeitpunkt der Drehbewegung bei Stromausfall um 180° gegen den Zählpunkt bei vorhandener Stromversorgung versetzt. Damit wird erreicht, dass die To¬ leranz des Zählpunktes im stromlosen Betrieb ohne Auswir- kung auf die Genauig eit der Umdrehungszahl bei Normalbe¬ trieb (Stromversorgung vorhanden) bleiben kann. Der als Zählpunkt des im stromlosen Betrieb befindlichen Systems im gültigen Quadrantenübergang wird aus dem Vergleich der Quadranteninformation der ersten Prüfmessung nach dem Strom- ausfall mit der letzten gültigen Quadranteninformation im Normalbetrieb ermittelt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beson¬ ders geeignete Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Drehmelders wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.
Der Drehmelder besteht aus zwei untereinander gleichen, sich unter einem rechten Winkel kreuzenden Statorwicklungen 1 und 2 und einer demgegenüber drehbar gelagerten Rotorwick¬ lung 3. Diese ist in dem Blockschaltbild seitlich neben den Statorwicklungen 1 und 2 angeordnet gezeichnet, im konkret ausgeführten Drehmelder ist sie jedoch so angeordnet, dass die um eine im rechten Winkel zur Längsachse der Rotorwick- lung 3 durch deren Mittelpunkt verlaufende Drehachse zusam¬ menfällt mit jener Achse 4, die im rechten Winkel zur Längs¬ achse der beiden Statorwicklungen 1 und 2 sowohl durch die Mitte der einen als auch die Mitte der anderen Statorwick¬ lung verläuft.
Zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes ist ein Sinus- Cosinus-Generator 5 vorgesehen, welcher in die eine Stator- Wicklung 1 sinusförmigen Wechselstrom und in die andere Sta¬ torwicklung 2 einen sinusförmigen Wechselstrom von gleicher Frequenz und gleicher Amplitude, aber in der Phase um IT 12 gegenüber dem ersten Wechselstrom, einspeist. Der sinusför- mige Wechselstrom kann z.B. nach einem digitalen Verfahren erzeugt werden, wie es z.B. in der DE-OS 36 43 389 beschrie¬ ben ist.
Das durch Einspeisen der Wechselströme in die Statorwick- lungen 1 und 2 erzeugte magnetische Drehfeld induziert in die Rotorwicklung 3 eine sinusförmige Wechselspannung. Zur Bestimmung der Drehwinkelstellung der Rotorwicklung 3 rela¬ tiv zu den Statorwicklungen 1 und 2 wird die Zeitspanne zwi¬ schen einem Nulldurchgang des Wechselstroms, welcher in die Statorwicklung 1 und 2 eingespeist wird, und dem nächstfol¬ genden Nulldurchgang des in die Rotorwicklung 3 fließenden Wechselstroms gemessen. Zu diesem Zweck ist die Rotorwick¬ lung 3 mit einer ErkenπungsSchaltung 6 für den Nulldurchgang verbunden, dessen Ausgang mit dem Stoppeingang eines Posi- tionszählers 7 verbunden ist. Sein Startsignal erhält dieser Positionszähler 7 vom Sinus-Cosinus-Generator 5, der ein Sig¬ nal abgibt, welches im Positionszähler 9 startet. Zwischen diesem Startimpαls und den nächstfolgenden von der Erken¬ nungsschaltung 6 abgegebenen Stoppimpuls zählt dieser Posi- tionszähler 9 Impulse, die vom Taktgeber 8 übermittelt wer¬ den, dessen Frequenz groß ist gegen die Frequenz der Wech¬ selströme, die die Statorwicklungen 1 und erregen. Der Zählerstand des Positionszählers 7 ist unmittelbar ein Maß für die Drehwinkelstellung der Rotorwicklung 3.
Die Position der Rotorwicklung, repräsentiert durch den Zählerstand im Ausgabezähler 10, kann mittels einer Ausgabe¬ einheit 9 digital oder nach entsprechender Umformung analog angezeigt oder auf andere Weise ausgegeben werden.
Der Stromdetektor 11 ist einerseits mit der Spannungsversor- gung 12 und andererseits mit einer batteriebetriebenen Schal¬ tung verbunden. Stellt der Stromdetektor 11 fest, dass z.B. ein Stromausfall eingetreten ist, so gibt er mit einem Steuerimpuls die Schaltung frei. Die Schaltung weist eine Batterie 12 auf, welche zur Spannungsversorgung vorgesehen ist. Die Schaltung weist einen Speicher 13 auf, in der der letzte Stand des Positionszählers 7 vor einem Stromausfall übertragen wird.
Ein Impulεgeber 14, welcher von der Batterie 12 gespeist wird, führt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Ro¬ torwicklung 3 Gleichspannungsimpulse zu.
An den Statorwicklungen 1 und 2 werden die Antwortsignale ab¬ genommen und einer Auswerteschaltung 15 zugeführt und ausge- wertet. Die effektive Zahl der Rotorumdrehungen wird nicht flüchtig mit einer Auflösung von 90° in einem Zähler 16 ge¬ speichert. Ist der Stromausfall beendet, so kann die aktuelle Position des Rotors über die Ausgabeeinheit 9 angezeigt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Erfindung eignet sich besonders für Drehmelder in Werk¬ zeugmaschinen.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Bestimmen der Drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen Wicklung (Rotorwick¬ lung) durch Erzeugen eines in zwei gleichen, unter einem rechten Winkel gekreuzten Wicklungen (Statorwicklungen) mag- netischen Drehfeldes am Ort der Rotorwicklung, dessen Feld¬ stärkevektor mit einer Geschwindigkeit rotiert, welche groß gegen die Drehgeschwindigkeit der Rotorwicklung ist, und Messen der Zeitspanne zwischen dem Durchlauf des Feldstärke¬ vektors durch eine vorgegebene Winkellage und dem nächsten positiven oder negativen Nulldurchgang des infolge magneti¬ scher Induktion in der Rotorwicklung fließenden elektrischen Wechselstroms, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausbleiben der Sinus-Cosinus-Erregung der Sta¬ torwicklungen (1,2) infolge eines Stromausfalls die Rotor- Wicklung (3) über wenigstens eine der Statorwicklungen (1, 2) bzw. die Statorwicklungen (1, 2) über die Rotorwick¬ lung (3) mit Gleichεtromimpulsen aus einer batteriebetriebe¬ nen Gleichstromquelle (12) gespeist wird und das Antwortsig¬ nal in der Rotorwicklung (3) bzw. in den Statorwicklungen (1,2) beobachtet und nach dem zeitlichen Verlauf der Vor¬ zeichen evtl. auch nach der Amplitude, ausgewertet wird und z.B. Nulldurchgänge zählen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erregung der Rotorwicklung (3) über die Statorwicklungen (1,
2) diesen zwei zeitlich versetzte Gleich- εtromimpulse zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Zählpunkt der Drehbewegung bei Stromaus¬ fall um 180° gegen den Zählpunkt bei vorhandener Stromversor¬ gung versetzt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Übergang zwischen zwei benach- baren Quadranten ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang aus einem Vergleich der ersten Prüf- mesεung nach dem Stromausfall und der letzten gültigen In¬ formation über den Quadranten vor dem Stromausfall ermittelt wird.
6. Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehwinkelstel¬ lung einer drehbar gelagerten elektrischen Wicklung (Rotorwicklung) zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Taktgeber (8), mit zwei gleichen, sich unter einem rechten Winkel ^kreuzenden Statorwicklungen (1, 2) , welche zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes mit ei¬ nem Sinus-Cosinus-Generator (5) verbunden sind, mit einer ersten Erkennungsschaltung (17) für den Nulldurchgang des εinus-cosinus-förmigen Wechselstroms und mit einer zweiten Erkennungsschaltung (6) für den Nulldurchgang der in die Rotorwicklung (3) induzierten Wechselspannung, und mit einem Zähler (nachfolgend als Positionszähler (7) bezeichnet) , welcher durch ein beim Nulldurchgang auf¬ tretendes Ausgangssignal der ersten Erkennungsschaltung (17) gestartet und durch ein beim Nulldurchgang auftretendes Er¬ kennungssignal der zweiten Erkennungsschaltung (6) gestoppt wird, wobei dem Positionszähler (7) die Impulse des Takt¬ gebers (8) oder davon abgeleitete Impulse als Zählimpulse zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromdetektor (11) eine batteriebetriebene Schaltung freigibt mit einem Speicher (13) , in dem der letzte Stand des Positionszählers (7) ge¬ speichert wird, mit einem Impulsgeber (14) , welcher der Rotorwicklung (3) oder den Statorwicklungen (1, 2) Gleichspannungsimpulse zu¬ führt, mit einer Auswerteschaltung, der die Antwortsignale von den Statorwicklungen (1, 2) bzw. der Rotorwicklung (3) zuge¬ führt und ausgewertet werden und mit einem mit der Auswerte¬ schaltung (15) verbundenen Zähler (16), in dem die effektive Zahl der Rotorumdrehungen nicht flüchtig gespeichert wird.
PCT/EP1990/001972 1989-11-28 1990-11-19 Verfahren zum bestimmen der drehwinkelstellung einer drehbar gelagerten elektrischen wicklung und schaltungsanordnung zur ausführung des verfahrens WO1991008437A1 (de)

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