DE2321650C3

DE2321650C3 - Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE2321650C3
Application number: DE2321650A
Authority: DE
Inventors: Kinji Tokio Tanikoshi
Original assignee: Canon Inc; Canon Precision Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Precision Inc
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1973-04-28
Publication date: 1979-11-22
Also published as: GB1438511A; DE2321650B2; US3831073A; DE2321650A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist aus der DE-OS 14 63 257 bekannt.

Diese Anordnung weist einen Oszillator zur Erzeugung von Impulsen auf, deren Frequenz der gewünschten Motordrehzahl entspricht, sowie ein Leistungsschalter, der auf die Oszillatorimpulse anspricht, um die Einspeisung von Leistungsimpulsen in den Motor zu bewirken, einen vom Motor angetriebenen Schalter zur Erzeugung von Rücksiellimpulsen, deren Frequenz proportional zur Molordrehzahl ist, um den Leistungs

ίο

schalter zu betätigen und die Leistungsimpulse zu beenden, eine Unterdrehzahisteuerung mit einem Kondensator, um festzustellen, wenn die Frequenz des Oszillators die Frequenz der Rückstellimpulse überschreitet, um den Leistungsschalter unmittelbar nach Empfang des Rückstellimpulses zu betätigen, sowie eine Oberdrehzahlsteuerung, um festzustellen, wenn die Frequenz der Rückstellimpulse die Frequenz der Oszillatorimpulse übersteigt, um zu verhindern, daß der nächstfolgende Oszillatorimpuls den Leistungsschalter betätigt, um dadurch das Auftreten des nächsten Leistungsimpulses zu verhindern. Sinn diese· Drehzahlregelung ist es, den Motor solange kontinuierlich mit Strom zu versorgen, bis er synchron mit der vom Oszillator vorgegebenen Sollimpulsfrequenz läuft. Damit wird ein möglichst rasches Hochlaufen des Motors erzielt.

Die bekannten Gleichstrommotoren sowonl mit Kommulator als auch mit bürstenloser Steuerung der Feldwicklungserregung lassen sich nicht mit der bisweilen erforderlichen Genauigkeit auf der gewünschten Drehgeschwindigkeit halten. Trotz der Verwendung einer Regeleinrichtung wird die Sollgeschwindigkeit nicht ausreichend stabil gehalten. Dies gilt bei Kommulalormotoren insbesondere bei einer Änderung der auf den Motor wirkenden Last und be^: bürstenlosen Gleichstrommotoren oei einer Periodizität der zum Zweck der Drehzahlregelung sich ändernden Erregungsimpulse für die Feldwicklungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schaltungsanordnung der eingangs bezeichneten Art verfügbar zu machen, mit der sich ein gleichmäßiger Molorlauf in der Nähe der Solldrehzahl erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird bei der vorausgesetzten Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß das Verknüpfungsglied und die Phasenschiebeeinrichtung vorgesehen sind, wird verhindert, daß der Gleichstrommotor Gen Zustand des synchronen Laufs verläßt, so daß auch Schwankungen im Bereich der Solldreh/ahl verhindert werden und ein gleichmäßiger Lauf im Bereich der Solldrehzahl erzielt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Untcransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. I ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

F ι g. 2 ein Impulsdiagramm der Schaltungsanordnung nach Fig. I;

Fig. 3 ein Impulsdiagramm der Bezugsimpulse und der Geschwindigkeitsimpulse sowie der antreibenden Ströme, wenn die Drehzahl des Gleichstrommotors in dem Steuersystem nach Fig. 1 und 2 geändert wird;

Fig. 4 ein Impiilsdiagramm /ur Erläuterung der Phasenverschiebungsschaltung in der Schaltungsanordnung nach Fig. I:

Fi g. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des Steuersystems nach Fig. 2;

F i g. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel;

Fig.7 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung des Außer-Schritt-Geratens oder Schiagens, wie es bei bekannten synchronen Gleichsirorrimolofcn auftritt.

Das erste Ausführungsbeispiel (Fig. I) zeigt die Steuerung des synchronen Antriebs eines Gleichstrom-

Kommulator-Molors. Ein Tachogenerator 1, eine Impulsformerstufe2, ein Frequenzteiler3, eine Differenzierschaltung 4, und eine Gleichrichterschaltung 5 sind in der angeführten Reibenfolge in Serie geschaltet, wobei der Frequenzteiler 3 auch entfallen kann, was durch eine Umgehungsleitung angedeutet ist Der Tachogenerator 1 stellt einen Drehzahlistwertgeber dar, dreht sich mit der gleichen Drehzahl wie der Rotor eines Gleichstrovn-Kommulator-Motors 14 und erzeugt ein Wechselstromsignal, dessen Frequenz proportional zur Drehzahl des Motors 14 ist Der Frequenzteiler 3 kann als Schieberegister oder Zähler ausgebildet sein. Ein Bezugssignalgenerator 6, eine Impulsformerstufe 7, ein Frequenzteiler 8 (kann ggf. entfallen), eine Differenzierschaltung 9 und eine Gleichrichterschaltung 10 sind ebenfalls in der genannten Reihenfolge geschaltet Der Bezugssignalgenerator 6 erzeugt das Bezugssignal zur Drehung des Gleichstrommotors 14 mit vorbestimmter Drehzahl.

Die Ausgangssignale der Gleichrichterschaltungen 5 und iö sind an Eingangsanschiüsse b bzw. a eines Verknüpfungsgliedes 11 gelegt, deren Ausgangsanschlüsse cund t/mit den Rücksetz- und Setzanschlüssen R und S einer Kippschaltung 12 verbunden sind. Das später im einzelnen zu beschreibende Verknüpfungsglied 11 dient zur alternativen Abgabe der Ausgangssignale an die Kippschaltung 12 in Abhängigkeit von den Signalen des Tachogenerators 1 und des Bezugssignalgenerators 6. wenn und nur wenn eine Differenz in der Zeit oder der Phase zwischen den beiden Signalen JO besteht. Das Ausgangssignal der Kippschaltung 12 wird dem Gleichstrom-Kommutator-Motor 14 über einen Verstärker 13 zugeführt.

Der Eingangsanschluß einer Phasenschiebeschaltung 16 ist mit dem Ausgangsanschluß der Gleichrichter- Ji schaltung 10 verbunden und der Ausgangsanschluß steht mit dem Rücksetzanschluß /?der Kippschaltung 12 in Verbindung. Die Phasenschiebeschaltung 16 wird ebenfalls später im einzelnen erläutert und dient zur Verschiebung der Phase des von der Gleichrichterschal- *n tung 10 gelieferten Bezugssignals in Abhängigkeit vom Signal einer Steuerschaltung 16/4, so daß das Dezugssignul um ein vorbestimmtes Zeitintervall verzögert werden kann. Die Steuerschaltung 164 dient zur Außer-BetriebSetzung der Phasenschiebeschaltung 16 ■)> während der Zeit, zu welcher der Motor 14 gestartet wird, bis zu der Zeit, zu welcher sich der Motor 14 mit der vorbestimmten Drehzahl dreht, und sie aktiviert die Phasenschiebeschaltung 16, wenn sich der Motor 14 mit der vorbestimmten Drehzahl zu drehen beginnt

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird unter weiterer Bezugnahme auf F 1 g. 2 erläutert. Der Bezugssignalgenerator 6 erzeugt das aus Impulsen bestehende Bezugssignal mit vorbestimmter Frequenz. Diese Impulse werden dem Frequenzteiler 8 zugeführt. ">^r> nachdem sie in der Impulsformerstufe 7 in Rechteck Impulsform gebracht worden sind. Zeile A der F i g. 2. Die Bezugssignale werden vom Frequenzteilers »herunter gezählt«, so daß die rechteckförmigen Bezugsignale in Zeile B, welche der Soll-Drehzahl des Motors 14 «> entsprechen, an die Differenzierschaltung 9 gegeben werden können. Alternativ können die Aüsgangssignale der tmpulsformerstufe 7 direkt an die Differenzierschaltung 9 angelegt werden. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 9 besteht aus abwechselnden i>" positiven und negativen Spitzen, wie sich aus Zeile C ergibt, wobei die positive bpitze der Vorderflanke des rechteckförmigen Eingangsimpulses nach Zeile B entspricht, während die negative Spitze der rückwärtigen Flanke entspricht. In der vorliegenden Ausführungsiform werden nur die positiven Impulse von der Gleichrichterschaltung 10 weitergeleitet, wie sich aus Zeile D in Fi g. 2 ergibt, und an das Verknüpfungsglied 11 angelegt

Wenn der Motor 14 durch Drücken eines Startknopfes gestartet wird, erzeugt der mit dem Motor 14 gekoppelte Tachogenerator 1 ein Wechselstromsignal, dessen Frequenz der Ist-Drehzahl des Motors 14 entspricht, wie sich aus Zeile E in Fig.3 ergibt Das Wechselstromsignal wird verstärkt, von der Impulsformersitufe 2 in Rechteckform gebracht und an den Frequenzteiler 3 angelegt Der Frequenzteiler 3 gibt das in Zeile Fdargestellte Ausgangssignal ab, welches an die Differenzierschaltung 4 angelegt wird. Alternativ können die Ausgangssignale der Impalsformerstufe 2 direkt der Differenzierschaltung 4 zugeführt werden. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 4 besteht aus den in Zeile C dargestellter, abwechselnden positiven und negativen Spitzen unr' wird der Gleichrichterschaltung 5 zugeführt, deren Ausgangssignal nur aus den in Zeile H dargestellten positiven Spitzen besteht, welches wiederum an das Verknüpfungsglie'" 11 angelegt wird.

Das Verknüpfungsglied 11 steuert das Bezugssignal des Bezugssignalgenerators 6 und das Istdrehzahlsignal des Tachogenerators 1 so, daß diese abwechselnd an den Rücksetz- und Setzeingang R und 5 der Kippschaltung 12 angelegt werden. In Abhängigkeit von dem am Eingangsanschluß a anliegenden Bezugssignal erscheint das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 11 am Ausgangsanschluß d, so daß die Kippschaltung 12 gesetzt werden kann; aber wenn das nächste Bezugssignal an den Eingangsanschluß a angelegt wird, wenn die Phasenschiebeschaltung 16 nicht aktiviert ist, gibt das Verknüpfungsglied 11 kein Ausgangssignal ab, wenn nicht das Istdrehzahlsignal an den Eingangsjnschliß b angelegt ist, so daß die Kippschaltung 12 im gesetzten Zustand bleibt. Wenn das Istdrehzahlsignal, vgl. F i g. 2 Zeile //, an den Eingangsanschluß b angelegt wird, erscheint das Ausgangssignal des Verknüpfungsghedes 11 am Ausgang c, so daß die Kippschaltung 12 zurückgesetzt wird. Deshalb gibt die Kippschaltung 12 die Rechteck-Impulse gemäß Zeile /in Fig. 2 ab. wobei jeder Impuls in Abhängigkeit vom Bezugssignal gemäß Zeile Dansteigt und in Abhängigkeit vom Istdrehzahlsignal gemäß Zeile // abfällt. Die Ausgangssignale der Kippschaltung 12 werden dem Motor 14 über den Verstärker 13 zugeführt. Da die Signalform des Ausgangssignals der Kippschaltung 12 der Signalform der an den Motor 14 angelegten Spannung entspricht, dreht ^fljh der Motor 14 mit einer Drehzahl, die dem Impuls-Pausenverhältnis des rechteckförmigen Ausgangssignals gemäß 7.ν·ίΙε /in Fig. 2 entspricht

F ι g. 3 zeigt zwei Beispiele der Beziehung zwischen dem Bezugssignalimpuls, dem Istdrehzahlsignal des Tachogenerators und dem M otortreibstrom. In Zeilen A und Cder F ι g. 3 Sind die Bezugsimpulse durchgebend gezeichnet, während die Istdrehzahhrnpulse mil gestrichelten Linien dargestellt üind. Die Treibströme sind in Zeilen Sund D der Fig. 3 wiederg' tjehen. Wenn der Istdrehzahlimpuls gegenüber dem Bezug.simpuls verzögert ist, wie sich aus Zeile A in Fig. 3 ergibt, wird die Impulsbreite /'des Treibstromes vergrößert so daß die Drehzahl des Motors zunimmt, bis die vorbestimmte Drehzahl erreicht ist. Sobald sich der Motor 14 mit vorbestimmler Drehzahl dreht, bleibt die Impulsbreite

konstant, und diese Impulsdauer ist mit t_s bezeichnet. Wenn jedoch der Istdrehzahlimpuls gegenüber dem Bezugssignal voreilt, wie sich aus Zeile C der F i g. 3 ergibt, wird die Impulsbreite des Treibstromes verkleinert, wie sich aus /"in Zeile D ergibt. Der Motor wird dadurch verlangsamt und sobald er die vorbeslimmle Drehzahl erreicht, wird wieder die Impulsbreite t_s eingehalten.

Wenn die Drehzahl des Motors 14 infolge einer Änderung der Last beträchtlich abfällt, wird der Istdrehzahlimpuls stark gegenüber dem Bezugsimpuls verzögert. Wenn das Verknüpfungsglied U nicht eingefügt wäre, würden z\*ei Bezugsimpulse nacheinander an den Anschluß S der Kippschaltung 12 angelegt werden. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist das Verknüpfungsglied 11 eingefügt so daß die Bezugs- und die Istdrehzahlimpulse alternativ an den Setz- und RüvksciZcii'igäng angelegt weiden.

Um zu verhindern, daß der Motor aus dem synchronen Antrieb herausfällt, ist die Phaseschiebeschaltung «6 vorgesehen, so daß das an den Rücksetzeingang der Kippschaltung 12 anzulegende Bezugssigna! um ein vorbestimmtes Zeitintervall verzögert werden kann. Die Betriebsweise der Phaseschiebeschal· tung 16 wird mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. Zeile A der Fig.4 zeigt das Zeilverhällnis der an den Selzeingang der Kippschaltung 12 anzulegenden Bezugsimpulses (ausgezogene Linien) und des von der Phaseschiebeschaltung stammenden verzögerten Bezugsimpulses (gestrichelte Linien). Die Phaseschiebeschaltung 16 gibt das Signal r\ ab, welches um tr' relativ zu dem ersten Bezugsimpuls η verzögert ist. und die Verzögerungszeit tr' ist so gewählt, daß sie etwas kürzer ist als die Frequenz /rdes Bezugssignals. Wenn sich der Motor 14 synchron zum Bezugssignal dreht, werden die in Zeile B der Fig.4 dargestellten Istdrehzahlimpulse an den Rücksetzeingang der Kippschaltung 12 angelegt, so daß sich der Motor mit einer vorbestimmten Drehzahl in Abhängigkeit von dem rechteckförmigen Treibstrom nach Zeile C dreht. Wenn die Drehzahl des Motors infolge der Zunahme der Last sinkt, wird das Impulsintervall zwischen den Istdrehzahlimpulsen vergrößert. Beispielsweise werden mehr als zwei Bezugsimpulse zwischen zwei Istdrehzahlimpulsen erzeugt. Diese Bezugsimpulse werden dem Eingang a des Verknüpfungsgliedes 11 zugeführt, so daß die Ausgangssignale an den Setzeingang der Kippschaltung 12 gelangen. Als Folge hiervon verbleibt die Kippschaltung 12 im gesetzten Zustand, bis infolge des Istdrehzahlimpulses das RücksCzsignal an den Rücksetzeingang angelegt wird. Als Folge hiervon wird der Motor 14 kontinuierlich beschleunigt Bei einem Schaltregler, bei dem die dem Motor zugeführte Leistung intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, wird das Signal zum Anschalten des Stroms in Abhängigkeit von den Bezugsimpulsen abgeleitet, während das Signal zum Abschalten des Stroms in Abhängigkeit von den Istdrehzahlimpulsen abgeleitet wird. Wenn mehrere Bezugsimpulse zwischen den Istdrehzahlimpulsen eingefügt sind, oder wenn mehrere Istdrehzahlimpulse zwischen den Bezugsimpulsen liegen, werden die obigen alternativen Ein- und Ausschaltungen nicht bewirkt, so daß ein Außer-Schritt-Geraten oder das sogenannte Beat-Phänomen auftritt Dies wird mit Bezug auf F i g. 7 näher erläutert die das Beat-Phänomen bei einem konventionellen Gleichstrommotor illustriert Die Zeilen A, B und C der F i g. 7 zeigt den Fall, in welchem mehrere Bezugssignalimpulse zwischen den Istdrehzahlimpulsen liegen, während die Zeilen D, Eund Fden Fall darstellen, in welchem mehrere Istdrchzahlimpulsc zwischen aufeinanderfolgenden Bezugsimpulsen eingefügt sind. In jedem I-'all wird die Impulsdauer des Treibstromes für den Motor entsprechend Zeilen Cund F geändert. Die Variation der Impulsbreite tendiert dazu periodisch zu werden, daß die Drehzahl des Motors zufällig verändert wird oder bei einer gewissen, außerhalb der Vorbestimmten Drehzahl liegenden Drehzahl gehalten wird.

Die Phasenschiebeschaltung 16 ist zur Überwindung des aufgezeigten Problems sehr wirksam. Selbst wenn der Istdrehzahlimpuls zum Rücksetzen der Kippschaltung 12 nicht abgeleitet wird, legt die Phasenschiebeschaltung 16 das verzögerte Bezugssignal an die Kippschaltung 12 und setzt diese zurück. Infolge dessen kann die Kippschaltung 12 immer die rechteckförmigen AüsgangsSigniiic iiugcucfi, iciuM wenn du; Drehzahl liei Motors beträchtlich abgesunken ist. Deshalb kann der Durchschnittswert vergrößert und die Drehzahl des Motors bis auf die vorbestimmte Drehzahl beschleunigt werden.

Um die Solldrehzahl des Motors zu ändern, kann die Oszillationsfrequenz des Bezugsgenerators 6 verändert werden oder diese Frequenz kann mittels des Frequenzteilers 7 variiert werden.

F i g. 5 MiIIt eine Steuerschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor dar, wobei die Schaltungskomponenten 7 bis 10 der Fig. 1 aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind. Die Wicklungen L\ bis W befinden sich in Sternschaltung, könnten jedoch auch in Dreieckschaltung verbunden sein. Zwischen den Wicklungen L\ bis La und einer Stromquelle DCS sind Ausgangstransistoren Q\ bis Qa eingefügt, um den an die Wicklungen l.\ bis U' anzulegenden Strom zu schallen. Die Basisanschlüsse der Ausgangstransistoren Q\ bis φ sind an die Ausgangsanschlüsse der Hallgeneratoren H\ und Wj angeschlossen und ein Eingangsanschluß jedes HaII-generators Hi und Hi ist mit dem positiven Anschluß der Stromauelle DCS verbunden, während der andere Eingangsanschluß über einen den Strom einstellenden Widerstand R\ oder /?.? mit dem Verstärker 13 verbunden ist. Dioden D\ bis Dt, sind an die jeweiligen

•!5 Wicklungen L\ bis W angeschlossen und dienen zur Feststellung der Spannung, die in den Wicklungen induziert wird, die im Betrieb nicht erregt sind, wodurch die Drehzahl des Rotors festgestellt wird. Die Ausgangssignale der Dioden D\ bis D₄ werden der Impulsformerstufe 2 zugeführt und in geeignete Sigiwle umgewandelt, die dem Verknüpfungsglied 11 zugeführt werden. Zwischen der Stromquelle DCSund die Emitter der Ausgangstransistoren Qx bis Q₂ ist zu deren Schutz ein Widerstand /?j eingefügt

Im Betrieb werden die Ausgangstransistoren Qi bis Qt aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von den Hallspannungen an den Ausgangsanschlüssen mit dem Stator des Motors verbundenen Hallgeneratoren H\ und H2 eingeschaltet so daß sich der bürstenlose Motor dreht Die in den nicht erregten Wicklungen L\ bis Lf induzierten Spannungen werden mittels der Dioden D\ bis D₄ festgestellt und zur Anlage an die Impulsformerstufe 2 addiert Die Ausgangsimpulse der Impulsformerstufe 2 stellen die Drehzahl des bürstenlosen Motors 14' dar und werden dem Eingang b des Verknüpfungsgliedes 11 zugeführt In Abhängigkeit von dem am Eingang b anliegenden Signal gibt das Verknüpfungsglied 11 ein Ausgangssignal am Ausgang c ab, so daß die

Kippschaltung 12 riickgcsetzt wird. Die Frequenz des Beziigssignalgcncralors 6 entspricht wieder einer vorbestimmten Drehzahl des Motors 14 und wird dem Eingang a des Verknüpfungsgliedes M zugeführt, so daß das Ausgangssignal am Ausgang b erscheint, wodurch die Kippschaltung 12 rückgeselzt wird. Die Impulsbreite der r^i'hteckförmigen Ausgangsimpulse der Kippschaltung 12 ist gleich der Phasendifferenz zwischen dem Bezugsimpuls und dem Istdrehzahlimpuls. In Abhängigkeit von den Ausgangsimpulsen des Flip-Flop 12 wird der durch die Hallgeneratoren lh und H₂ fließende Strom in solcher Weise gesteuert, daß der Eingangsstrom durch die Hallgcneratoren Wi und H₂ während des Leitungwinkels der Ausgangsimpulse der Kippschaltung fließt. Infolgedessen wird die Drehzahl des Motors 14 in Abhängigkeit von den Ausgangsimpulsen der Kippschaltung 12 gesteuert.

Wenn die Drehzahl des Motors 14 ein wenig kleiner ist als die Frequenz der Bezugsimpulse, werden die an die Kippschaltung 12 angelegten Istdrehzahlimpulse verzögert, so daß die Impulsbreite der Ausgangsimpulse zunimmt. Infolgedessen nimmt die Drehzahl des Motors 14 zu und kehrt zu der vorbestimmten Drehzahl zurück, während die Phase der Istdrehzahlimpulse vorrückt. In gleicher Weise kann die Drehzahl des Motors oberhalb der vorbestimmten Drehzahl auf diese reduziert werden. Wenn deshalb die Solldrehzahl durch den Bezugssignalgenerator 6 gesetzt wird, dreht sich der Motor 14 mit der vorbestimmten Drehzahl.

D^:° Phaseschiebeschaltung 16 verzögert das von dem Bezugssignalgenerator 6 kommende Signal um ein vorbestimmtes Zeitintervall, und das verzögerte Bezugssignal wird über die Ein- und Ausgangsanschlüsse b und rdes Verknüpfungsgliedes 11 an den Rücksetzeingang der Kippschaltung 12 angelegt.

Das Verknüpfungsglied 11 wird mit Bezug auf F ig. 6 beschrieben, welche vier NAND-Glieder N\. N₂, ΛΛ und /Vi und zwei /JC-Schaltungen aus Kondensatoren G und G sowie Widerständen R₄ und /?i zum Glätten der logischen Operationen aufweist. Das Ausgangssignal des Bczugssignalgenerators 6 sowie das Ausgangssignal des NAtNU-ijiieaes /Vj werden dem NAND-Glied /Vi zugeführt, dessen logisches Ausgangssignal an den Setzeingang der Kippschaltung 12 angelegt wird. Das logische Ausgangssignal des NAND-Gliedes N₂, an das die Ausgangssignale des Tachogenerators 1 und de·» NAND-Gliedes Ni angelegt werden, wird auf den Rücksetzeingang R der Kippschaltung 12 gegeben. Einer der Eingangsanschlüsse des NAND-Gliedes /V) ist über den Kondensator G mit dem Bezugssignalgenerator 6 verbunden, während der andere Eingangsanschluß mit dem Ausgang des NAND-Gliedes /V₄ verbunden ist. Einer der Eingangsanschlüsse des NAND-Gliedes M ist über den Kondensator C₂ mit dem Tachogenerator verbunden, während der andere Eingangsanschluß mit dem anderen Ausgangsanschluß des NAND-Gliedes /Vj in Verbindung steht.

Das Verknüpfungsglied 11 nach F i g. 6 hat folgende Betriebsweise: Die NAND-Glieder Nj und M bilden eine Kippschaltung. Wenn das Bezugssignal an das NAND-Glied N) angelegt wird, während das Ausgangssignal des NAND-Gliedes /Vf eine »1« ist, wird das Ausgangssignal des NAND-Gliedes Nj zu »0« und an das NAND-Glied Nj angelegt, an welchem auch das Bezugssignal anliegt infolgedessen wird das Ausgangssignal des NAND-Gliedes N₁ zu einer »1« und wird dem Setzanschluß S der Kippschaltung 12 zugeführt. Wenn das vom Tachogenerator 1 kommende Signal an das NAND-Glied N₄ angelegt wird, während das Ausgangssignal des NAND-Gliedes Ni eine »1« ist, wird das Ausgangssignal des NAND-Gliedes /V₄ zu cincr»l« und wird dem NAND-Glied N₂ zugeführt, an dem auch das Signal des Tachogenerators 1 anliegt. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des NAND-Gliedes N₂ zu einer »1« und wird dem Rücksetzeingang R der Kippschaltung 12 zugeführt. Dies bedeutet, daß die Kippschaltung aus den NAND-Gliedern /Vj und /V₄ die Ausgangssignale abwechselnd an die Eingänge ßund A der NAND-Glieder/Vi und Nj abgibt.

Die Phasenschiebeschaltung J6 umfaßt einen Schalt· transistor Q, und eine Formerstufe 30 sowie eine Differenzier- und Gleichrichtschaltung 31 Die Basis des Schalltransistors Q<, ist mit dem Bezugssignalgencralor 6 verbunden, während der Kollektor über einen Widerstand Rb mit dem Ausgang der Steuerschaltung 16/4 in Vnrhinrliinu sich· und der Emitter über einen Widerstand Ri mit der negativen Klemme der Stromquelle DGS in" Verbindung steht. Der Verbindungspunkt der parallel geschalteten variablen Widerstände Rs und Ri ist mit dem Emitter des Schaltlransislors Q% verbunden, während deren andere Anschlüsse über einen Kondensator G₄ miteinander in Verbindung stehen. Der positive Anschluß de:. Kondensators G ist über einen weiteren Kondensator Cj mit dem Kollektor des Schalttransistors Qi verbunden, während dessen negativer Anschluß mit der Formerslufe 30 in Verbindung steht, welche wiederum mit der Differenzier- und Gleichrichtschaltung 31 verbunden ist, deren Ausgang mit dem Rücksetzeingang R der Kippschaltung 12 verbunden ist. Die Widerstände R\o und Rw dienen zur Aufteilung der Spannung.

Nachfolgend wird die Betriebsweise beschrieben.

Wenn der Bezugsimpuls an die Basis des Schaltransistors Qi angelegt wird, wird dieser leitend gesteuert und das Ausgangssignal am Kollektor wird bezüglich seiner Phase durch die beiden /?G-Schaltungen (R_s und Gj sowie Ri und G) um einen vorbestimmten Winkel

■40 verschoben und so an die Formerstufe 30 angelegt. Die sinusförmige Wellenform des Ausgangssignals des Schalttransistors Qi wird durch die Formerstufe 30 in Reckteckform umgewandelt und an die Differenzieründ Gleichrichlschaltung 31 angelegt, so daß der

•*5 positive Triggerimpuls an den Rücksetzeingang R der Kippschaltung 12 gelangt. Der Triggerimpuls ist gegenüber dem Bezugsimpuls verzögert (Fig. 4).

Die Steuerschaltung 16/4 dient zur Betätigung der Phasenschiebeschaltung 16 in einer vorbestimmten Zeit nach Start des Motors 14. Der Kollektor eines NPN-Transistors Q_b ist mit der Basis eines PNP-Transistors Qi und mit der Stromquelle DCS über einen Widerstand R^₂ verbunden. Der Emitter des Transistors Qi ist ebenfalls mit der Stromquelle DGS verbunden.

Der Kollektor des Transistors Qi ist an einen Last widerstand Rn angeschlossen. Eine Parallelschaltung aus einem Kondensator d und einem Widerstand /?i5 ist über einen Widerstand /?n mit der Stromquelle DCS verbunden, die mittels eines Schallers S ein- und ausgeschaltet wird.

Die Betriebsweise ist wie folgt: Wenn der Schalter 5 geschlossen wird, wird Strom von der Stromquelle DCS an die Steuerschaltung 164 gegeben. Eine Differenz in der Anstiegzeit abhängig von dem verwendeten Motor kann durch einen variablen Widerstand Ru ausgeglichen werden. Wenn die Spannung am Kondensator d zunimmt, nimmt auch das Basispotential des Transistors Qi, zu so daß dieser leitend wird. Infolgedessen fällt das

Kollcktorpotcntial, so daß der Transistor Qi leitend wird, und ein stufenförmiges Ausgangssignal, welches um eine vorbestimmte Zeit nach Schließen des Schalters S verzögert ist, wird vom Kollektor abgeleitet und der Phasenschiebeschaltung 16 zu deren Eietätigung zugeführt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Schaltungsanordnungzum Regeln der Drehzahl eines Gleichstromotors

mit einer Einrichtung zur Erzeugung drehzahlabhängiger Impulse,

mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen proportional oder entsprechend der SoIIdreh;:ahl (Bezugsimpulse), mit einer Kippschaltung, welcliie die Übertragung der drehzahlabhängigen Impulse und der Bezugsimpulse an eine Steuereinrichtung derart steuert, daß die Leistungszufuhr ium Gleichstrommotor durch die drehzahlabhängigen Impulse unterbrochen und durch die Bezugsimpulse eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippschaltung (12) ein Verknüpfungsglied (11) vorgeschaltet ist, welches die drehzahlabhängigen Impulse und die Bezugsimpulse an die entsprechenden Anschlüsse der Kippschaltung weitergibt und daß die Bezugsirnpulse außerdem über eine Phasenschiebeeinrichtung (16, \\SA) zeitverzögert an den Anschluß (R) der Kippschaltung (12) für Unterbrechung der Leistungszufuhr geführt sind (F i g. 1, F i g. 5, F i g. 6).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschiebeeinrichturig (i6, \dA) eine Phasenschiebeschaltungfie) und eine zur Verzögerung der Betätigung der PhasenschiebE-schaltung (16) dienende Steuerschaltung {\&A) über diese Steuers' haltung mit einer Gleichstromquelle (DCS) verbunden ist, bis der Gleichstrommotor im wesentlichen die Solldrehzahl erreicht (F i g. 6).
3. Schaltungsanordnung nych Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ν erknüpfungsgli«! (11) mindestens ein Paar logischer Glieder (N\ bis M) aufweist, die zur alternativen Erzeugung eines ersten Steuersignals in Abhängigkeit von den drehzahlabhängigen Impulsen und eines zweiten Steuersignals in Abhängigkeit von den Bezugsimpulsen dienen (F ig. 6).
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitverzögerten Bezugsimpulse dem Anschluß (R) der Kippschaltung (12) für Unterbrechung der Leistungszufuhr unter Umgehung des Verknupfungsgliedes (11) zugeführt werden (Fig. I. F i g. 6).
5. Schaltungsanordnung nach einem der Anspriiche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die zeitverzögerten Bezugsimpulse dem Anschluß (R) der Kippschaltung (12) für Unterbrechung der Leistungszufuhr über das Verknüpfungsglied (I)) zugeführt werden (F i g. 5).