DE1563399A1

DE1563399A1 - Kollektorloser Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE1563399A1
Application number: DE19661563399
Authority: DE
Inventors: Kaulfersch Dipl-Ing Helmut; Brunner Dr Rer Nat Julius; Erich Rainer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-09-14
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3517289A; NL6711029A

Description

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1 3. SEP. 1966

Erlangen, den
Werner-von-Siemens-Str. 50

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Kc-llektorlos^er Gleichstrommotor

Die Erfindung betrifft.einen kcllektorlosen Gleichstrommotor, insbesondere für selbstabgleichende Kompensographen, bei dem der Strom durch die Statorwicklungen in Abhängigkeit von der Stellung des rerraanentmagnetischen Roters mit Hilfe von Transistoren so gesteuert wird, daß auf den Rotor dauernd ein Drehmoment einer Richtung über-

tragen wird und die Ansteuerung der Transistoren durch Hallgeneratoren erfolgt, auf die das Magnetfeld des Rotors einwirkt.

BAD ORsGINAL

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⁰A

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Für selbstabgleichende Kompensographen werden bis heute meist mit Netzfrequenzen (50 Hz) betriebene Induktionsmotoren verwendet, deren Drehfeldstärke proportional dem Abgleichfehler des Kompensographen ist. Das Drehfeld wird mit Hilfe eines netzsynchronen Zerhackers und eines nachfolgenden .Verstärkers von einer dem Abgleichfehler proportionalen Gleichspannung abgeleitet. Wegen des Arbeitens mit

^ Netzfrequenz können vom Netz erzeugte Störspannungen zu Ungenauigfceiten und Meßfehlern führen. Induktionsmotoren für höhere Prequen- ' zen z.B. 400 Hz sind jedoch teuer. Die Verwendung von Gleichstrommotoren mit Bürsten bringt vor allem in der verfahrenstechnischen Industrie, insbesondere beim Arbeiten in aggressiver Atmosphäre, Schwierigkeiten.

Diese Nachteile können gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines kollektorlosen Gleichstrommotors mit Hallgeneratorsteuerung vermieden werden, dessen Drehmoment proportional einer dem Abgleichfehler des Kompensographen proportionalen Gleichspannung ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, deren Transistoren vom gleichen Typ und derart ge-

drehmomentbildenden schaltet sind, daß die Höhe des/Stromes durch die Statorwicklungen proportional der jeweiligen Hallspannungen ist und daß als Steuerspannung an den Hai!generatoren eine dem Abgleichfehler des Kompen- · sographen proportionale Spannung liegt.

Die Vorteile dea erfindungsgemäßen Motor· bestehen djfcrin* daß »wi-* sehen phasenselektivem Demodulator und Motor Gleiohipaimungfrüokführglieder gesohaltet werden können zur dynaeiiohtn Optimierung d>* ,

009828/0324 % vn,«,r.*L inspected _j j

w*. ■

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■ Regelkreises, Solche Gleichspannungsrückführglieder sind leicht zu realisieren.; Außerdem können keine Bürstenschwierigkeiten auftreten.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sehematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen erfindungsgeraäßen kollektorlosen Gleichstrommotor, bei dem zwei um 90 räumlich auseinanderliegende Statorwicklungen I und II mit Mittelpunkt vorgesehen sind. Durch die Mittelpunkte ist ;iede Statorwicklung in zwei T eil wicklungen 1 und 2 bzw. 3 und 4 aufgeteilt. Die Mittelpunkte 5 und 6 sind mit dem Pluspcl der Betra bsspannung verbunden. Jeder Statorwicklung sind zwei in Gegentakt geschaltete !Transistoren und ein Hallgenerator zugeordnet, und zwar der Statorwicklung I die Transistoren 7, 8 und Hallgenerator 9, der Statcrwicklung II die Transistoren 10, 11 und der Hallgenerator 12. Die Basen der Transistoren 7 und ^a liegen an den Hallanschlüssen 13 bzw. 14 des Hallgeneratcrs 9 und die Basen der Transistoren 10 und 11 liegen an den Hallanschlüssen 15 bzw. 16 des Hallgenerators 1S. Die freien Enden der Teilwicklungen ' 1, 2, 3 und 4 sind jeweils an den Kollektor der Transistoren 7, 8, 10 und 11 gelegt.* Die Emitter der Transistoren 7 und 8 sind über den Spannungsteiler 17 und die Emitter der Transistoren 10 und 11 über den Spannungsteiler 18 miteinander verbunden. Der Gesamtstrom durch jede Statorwicklung ist über die Widerstände 19 bzw. 20 und die Spannungsteiler 17 bzw. 18 vorgegeben. Die Steuerspannung U₃ liegt über Widerstände 28 und 29 an den Steuerelektrode der Hallgeneratoren 9 bzw. 12. Durch die Pfeile 21, 22, 23 und 24 werden

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die Teilströme durch die Teilwicklungen 1, 2, 3 und 4 angedeutet und durch die Pfeile 25 der Gesamtstrom durch die Statorwicklungen. Mit 26 und 27 sind Teilwiderstände eines Spannungsteiler .bezeichnet.

Bei gegebener Steuerspannung U an den Hall_f~eneratoren 9 und 12 fileßen in Abhängigkeit vom DrehwinkelvV des Rotors die Ströme

J₁ - J₉ = V · J · U · sin ,χ bzw,

T T TT · T · TT

,;-, - J. = V J TJ ' cos .χ,
3 4 s

J₁, J^, J, und J. sind die Teilströme durch die Teilwicklunpen 1, 2, 3 und 4. V ist der Verstärkungsfaktor.

Kit dem durch die Wicklung I bzw. die Wicklung II vom Rotrr geschickten Fluß

τ j= - !" cos.K bzw. 4 jj = T sind

ergibt sich ein Drehmoment

M = (J₁ - Z₂) -j~ · w + (J - J.) ·· ' w

2 2
(sin ·< + 00s <X ) " U

= VJw Ί · ti

Mit w ist die Windungszahl einer Statorwicklung I bzw. II bezeichnet.

- 4 - Wb/Pö

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Aus der letzten Gleichung ist ersichtlich, daß das Drehmoment 'M proportional (auch vorzeichenrichtig) der 3teuerspannung U ist.

2 Patentansprüche
"■ Figur

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- 5 - Wb/Fö

Claims

Patentansprüche

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il Kollektorloser Gleichstrommotor, insbesondere für selbstabgleichende Kompensographen, bei dem der Strom _durch die Statorwicklungen in Abhängigkeit von der Stellung des permanentmagnet!sehen Rotors mit Hilfe von Transistoren so gesteuert wird, daß auf den Rotor dauernd ein Drehmoment einer Richtung übertragen wird und P die Ansteuerung der Transistoren durch Hallgeneratoren erfolgt, auf die das Magnetfeld des Rotors einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, deren Transistoren (7, 8, 10, 11) vom gleichen Typ und derart geschaltet sind, daß die Höhe des drehmomentbildenden Stromes durch die Statorwicklungen I, II proportional den jeweiligen Hallspannungen ist und daß als Steuerspannung an den Hallgeneratoren (9» 12) eine dem Abgleichfehler des Kompensographen proportionale Spannung liegt.

ι?. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei um 90° räumlich auseinanderliegende Statorwicklungen mit Mittelpunkt vorgesehen sind, daß beide Mittelpunkte mit dem Pluspol der Betriebsspannung verbunden sind, daß weiterhin jeder Statorwicklung zwei in Gegentakt geschaltete Transistoren und ein Hallgenerator zugeordnet sind und die Basen der in Gegentakt geschalteten Transistoren an je einen Hallanschluß des zugehörigen Hallgenerators gelegt sind, daß ferner die freien Enden beider Statorwicklungen jeweils im Kollektorkreis der zugehörigen Transistoren . liegen und die Emitter dieser Transistoren miteinander über einen Spannungsteiler verbunden sind, daß der Gesamtstrom duroh jede

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Statorwicklung über Vorwiderstände und die Spannungsteiler vorgegeben ist und daß die Steuerspannung über Widerstände an die Steuerelektroden der Hallgeneratoren gelegt ist.

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