DE2937866A1 - Kollektorloser gleichstrommotor - Google Patents

Kollektorloser gleichstrommotor

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 4 Q 6 2 BRD
Kollektorloser Gleichstrommotor
Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem permanentmagnetischen Rotor, der auf seinem Umfang abwechselnd entgegengesetzte Pole aufweist und mit einer Ständerwicklung, in deren einzelnen Wicklungen bei sich drehendem Rotor Spannungen induziert, werden, deren Phasenlagen zyklisch jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind, sowie mit zwei um 90° el. gegeneinander versetzten galvanomagnetischen Wandlern zur Gewinnung rotorstellungsabhängiger, Jeweils über eine elektrische Halbdrehung des Rotors (180° el.) andauernder Steuersignale, durch die im analogen Bereich betriebene Halbleiterbauelemente für die Bestromung der Wicklungsstränge ansteuerbar sind.
Ein derartiger kollektorloser Gleichstrommotor ist aus der Druckschrift "Elektrische Ausrüstung", 1972, Nr. 1, Seiten 21 bis 23, insbesondere Bild 1, bekannt. Bei dieser sogenannten 180°-3chaltung führt jede einzelne Wicklung eines zweisträgigen Motors mit um 90° gegen-
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einander versetzten iträngen jeweils für einen Drehwinkelbereich von 180° df 3 Rotors elektrischen Strom. Jede der Wicklungen st «iurch einen jeweils in Serie angeordneten Transit ι,or >est.rombar. Die Ansteuerung jeweils eines Trans istorpanres, das um 180° versetzten Wicklungen zugeordnet is*, erfolgt durch Steuersignale, die einem als galvanomagr.etischer Wandler eingesetzten Hallgenerator entnommen f.ind. Die beiden benötigten Hallgeneratoren sind um 90° gegeneinander versetzt. Da die Ausgangssigna Le der Ilallgeneratoren in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rotors Sinusform aufweisen, werden die einzelnen Troas.i stören im analogen Bereich betrieben und die in den einzelnen Wicklungen demzufolge entstehenden Ströme so!Lten damit annähernd Sinushalbwellenform entsprechen. Die erwähnte 180°-Schaltung erfordert lediglich ein Minimum an elektronischen Bauelementen und sollte - rr-in theoretisch - eine verschwindende Drehmomentwe1ligkeit aufweisen. Dies folgt aus einer mathematischen Betrachtung, nach der gilt:
D~IWn . sin2^ 4 IWn+2
Bei einer idealisierten Betrachtungsweise sind die Ströme I und I p» die ^i e Ströme in zwei räumlich aufeinanderfolgenden Wicklungen darstellen, gleich, und es treten - bei dieser idealisierten Betrachtungsweise - auch nur Quadrate der kompletten trigonometrische Punktionen auf. In der Praxis ist das aber nicht erreichbar, da die 'Iransistören des elektronischen Kommu tators unterschiedliche Schwellwerte und Stromverstärkungen aufweisen und auch die Hallgeneratoren in Empfindlichkeit und Nullspannung schwanken. Damit treten bei realisierten Anwendungsfällen der 180°-Schaltung Drehmoraentwe]ligkeiten bis zu 50 % auf.
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VPA 79 P 4 062 BRD
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kollektorlosen Gleichstrommotor der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Drehmomentwelligkeit verringert wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß als Halbleiterbauelemente Halbleiterschalter, vorzugsweise Schalttransistoren, eingesetzt sind, die in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Steuersignale einschaltbar sind und daß die den jeweiligen Wicklungen abgewandten Anschlüsse der Schaltstrecken der Halbleiterschalter von jeweils zwei Wicklungen eines Stranges, die um 180° el. gegeneinander versetzt sind, gemeinsam von einem steuerbaren Stromgenerator gespeist sind, dessen Steuereingang der Betrag des momentanen Steuersignals des zugehörigen palvanomagnetisehen Wandlers zugeführt ist und dessen Strom diesem Betrag proportional ist.
Beim Stand der Technik haben die Transistoren eine Doppelfunktion: Einerseits übernehmen sie die Einschaltung der Ströme für die einzelnen Wicklungen, andererseits steuern sie in Abhängigkeit von den Steuersignalen der Hallgeneratoren in einem Bereich von 180° den Strom derart, daß er annähernd sinushalbwellenfönnig ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird dieses Konzept verlassen. Die in Serie zu den einzelnen Wicklungen angeordneten Halbleiterschalter, vorzugsweise Schalttransistoren, haben nunmehr lediglich Scbaltfunktion für den Strom in diesen Wicklungen, wobei sie exakt in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Steuersignale einschaltoar sind. Damit sind die in der Unterschiedlichkeit der Schwellwerte der Transistoren und in der Empfindlichkeit der Hallgeneratoren begründeten Schwierigkeiten beim Stand der Technik ausgeräumt, da sich ein Vorzeichenwechsel
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der Steuersignale sehr exakt feststellen läßt. Die sinushalbwellenförmige Form der Ströme in den einzelnen Wicklungen wird erfindungsgemäß durch die steuerbaren Stromgeneratoren vorgegeben, deren Strom proportional zum Betrag des Momentanwertes des Steuersignals des zugehörigen galvanomagnetischen Wandlers gesteuert ist, wobei für jeweils zwei um 180° el. versetzte Wicklungen nur ein derartiger Stromgenerator benötigt ist. Dies ist deswegen möglich, da die beiden um 180° el.
versetzten Wicklungen immer nur alternierend, d.h. nie gleichzeitig, zu bestromen sind. Solche steuerbaren Stromgeneratoren sind sehr exakt steuerbar. Damit ist der durch den Stromgenerator gesteuerte Strom in seiner Form exakt sinushalbwellenförmig, so daß in sehr guter Näherung die aus der eingangs erwähnten mathematischen Betrachtung hervorgehende Formel erfüllt ist und eine außerordentlich geringe Drehmomentwelligkeit erreichbar ist. Bei praktischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde lediglich noch eine Drehmomentwelligkeit von 5 % ermittelt.
Es ist vorteilhaft, wenn als galvanomagnetische Wandler Hallgeneratoren eingesetzt sind. Hallgeneratoren weisen eine hohe Funktionssicherheit auf und sind im Handel kostengünstig verfügbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß jedes der Steuersignale einem Grenzwertmelder mit dem Schwellwert Null und mit zwei antivalenten Ausgängen zugeführt ist und daß die an den antivalenten Ausgängen anstehenden Signale der Grenzwertmelder den Steueranschlüssen der zugehörigen Halbleiterschalter zugeführt sind. Durch die Grenzwertmelder ist es möglich, mit hoher Präzision den VorzeLchenwechsel der von den galvanomagnetischen Wandlern abgeleiteten Steuersignale zu bestimmen. Damit ist eine exakte Ein- und Ausschaltung
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der Wicklungen erreichbar.
Zur Betragsbildung kann Jedes der beiden Steuersignale der galvanomagnetischen Wandler einem schwellwertfreien Gleichrichter zugeführt sein. Schwellwertfreie Gleichrichter sind ohne großen Aufwand realisierbar, so daß durch sie - da die Steuersignale der galvanomagnetischen Wandler sinusförmig sind - Sinushalbwellen in sehr exakter Form erzeugbar sind. Durch diese exakt vorgebbaren Sinushalbwellen ist eine exakte Steuerung der eingesetzten steuerbaren Stromgeneratoren erreichbar.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als steuerbarer Stromgenerator jeweils ein im analogen Bereich betriebener Transistor dient, dessen Basisanschluß den Steuereingang bildet und dessen Schaltstrecke über einen Widerstand mit dem nicht unmittelbar mit den Wicklungen verbundenen Pol der Gleichspannungsquelle, andererseits mit dem Verbindungspunkt der den um 180° el. gegeneinander versetzten Wicklungen abgewandten Anschlüsse der Schaltstrecken der Halbleiterschalter verbunden ist. Ein derartig angeordneter Transistor stellt eine kostengünstige Form eines steuerbaren Stromgenerators dar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematisierte räumliche Darstellung des kollektorlosen Gleichstrommotors, Figur 2 ein Blockschaltbild des kollektorlosen Gleichstrommotors und
Figur 3 die bei Betrieb des Gleichstrommotors auftretenden Ströme und Spannungen in Abhängigkeit von dem die Stellung des Rotors beschreibenden Winkel -p .
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In Figur 1 ist als permanentmagnet!scher Rotor ein diametral wagnetisierter zylindrischer Dauermagnet mit hoher magnetischer Koerz.ii.tivfeidstärke und Induktion eingesetzt und mit dem Bozugszeichen 1 belegt. Die Ständerwicklung besteht aus vier jeweils um 90° versetzten Wicklungen W1 bis W4, die feststehend auf einem - hier nicht dargestellten - Wicklungsträger im Luftspalt angeordnet sind. Die Wicklungen W1 und W2 sind um 180° el. gegeneinander versetzt. Dies gilt analog für die Ständerwicklungen W3 und W4. Jedes dieser Wicklungspaare W1, W2 und W3, WA stellt einen Strang mit einer magnetischen Achse dar und kann als bifilere Wicklung hergestellt sein, wodurch eine hohe Symmetrie erreichbar ist. Die Wicklungen W1 bis W4 sind einseitig zu einem Sternpunkt zusammengefaßt, der mit der positiven Betriebsspannung t-Ug der Gleichspannungsquelle gespeist ist. Der dem Sternpunkt abgewandte Anschluß der Wicklungen W1 bis W4 ist jeweils mit dem einen Anschluß der Schaltstrecke der als Halbleiterschalter eingesetzten Schalttransistoren T1 bis T4 verbunden. Die Transistoren T1 bis T4 dienen der Einschaltung der von den hier nicht dargestellten steuerbaren Stromgeneratoren gelieferten Ströme 1^1 bis 1^.
Die Einschaltung der Schalttransistoren T1 bis T4 erfolgt in Abhängigkeit vom Vorzeichen der von den als galvanomagnetische Wandler eingesetzten Hallgeneratoren H1 und H2, die die Stellung des Rotors zu den Wicklungen unmittelbar erfassen. Die Hallgeneratoren H1 und H2 liegen, räumlich um 90° gegeneinander versetzt, im Luftspalt des Gleichstrommotors und werden vom Rotorfluß durchsetzt. Die von ihnen gelieferten Steuersignale sind dem Produkt aus Steuerstrom und Induktion proportional. Bei konstantem Steuerstrom gibt die Höhe und Polarität der als Steuersignale dienenden Hallspannungen die Stellung des Rotors wieder, unabhängig von der
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Drehgeschwindigkeit. Im vorliegenden Fall ist der Hallgenerator H1 in axialer Verlängerung der Wicklungsachse der Wicklung W1, der Hallgenerator H2 in axialer Verlängerung der Wicklungsachse der Wicklung WA angeordnet. 5
Anstelle der Schalttransistoren T1 bis T4 können auch Thyristoren eingesetzt werden. Allerdings ist dann durch bekannte Löschschaltungen dafür zu sorgen, daß die Thyristoren zeitgerecht gelöscht werden.
In dem in Figur 2 dargestellten Schaltbild liegt die positive Speisespannung +UB an der Leitung 2. Die Wicklungen W1, W2, W3 und W4 sind an die Leitung 2 angeschlossen und somit zu einem Sternpunkt zusammengefaßt.
In Reihenschaltung zu den Wicklungen W1 bis W4 ist jeweils ein Schalttransistor T1 bis T4 angeordnet. Hierbei sind die Kollektoranschlüsse der Traneistoren T1 bis T4 an den der Leitung 2 abgewand ten Anschluß der Wicklungen W1 bis W4 angeschlossen. Die EmitteranschlUsse Oer Jeweils um 180° gegeneinander versetzten Wicklungen zugeordneten Schalttransistoren, also der Transistor Ti und T2 sowie der Transistoren T3 und T4 sind Jeweils in einem Verbindungspunkt V1 bzw. V2 zusammengeführt. Zwischen Jedem der Verbindungspunkte V1 und V2 sowie dem Bezugspotential 0 bzw. der negativen Speisespannung -Ug ist ein steuerbarer Stromgenerator E1 bzw. E2 eingefügt. Jeder der steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2 bewirkt einen eingeprägten Strom, der alternierend in den Wicklungen W1 und W2 bzw. W3 und W4 fließt. Diese eingeprägten Ströme sind mit den Bezugszeichen IW1 bis *W4 bezeichnet. Der durch die Stromgeneratoren Z\ und E2 fließende eingeprägte Strom ist nicht konstant, sondern entspricht in seiner Form dem Signalverlauf des an den Steuereingängen C1 bzw. C2 der steuerbaren Stromgeneratoren E1 bzw. E2 anstehenden Signals. Zur rotorstellungsabhängigen Schaltung und Steuerung der in fien
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Wicklungen W1 bis WA fließenden Ströme IW1 bis Iw^ sind die beiden Hallgeneratoren H1 und H2 als galvanomagnetische Wandler eingesetzt. Die einen SteuerstromanschlÜBse der Hallgeneratoren H1 und H2 sind über variable Widerstände R1 und R2 mit der Leitung 2 verbunden. Diese Widerstände R1 und R2 dienen der Erzeugung eines eingeprägten Steuerstromes. Die anderen SteuerstromanschlUsse der Hallgeneratoren H1 und H2 sind in einem Verbindungspunkt V3 zusammengeführt und über einen weiteren Widerstand R3 mit dem Bezugspotential 0 bzw. der negativen Speisespannung -Ug verbunden. Durch den gemeinsamen Widerstand R3 wird ein festes Bezugspotential für die anderen SteuerstromanschlUsse der Hallgeneratoren H1 und H2 geschaffen. Um sicherzustellen, daß der Steuerstrom in beiden Hallgeneratoren H1 und H2 immer gleich 1st, können die Hallgeneratoren H1 und H2 auch in Serie geschaltet sein.
An den HallspannungsanschlUssen der Hallgeneratoren H1 und H2 sind die als Steuersignale dienenden Hallspannungen U1 und U2 abgegriffen. Die Hallspannungen U1 und U2 sind jeweils einem Grenzwertmelder S1 und S2 zugeführt, von denen jeder zwei antivalente Ausgänge, d.h. Ausgänge mit komplementärem Signal, aufweist. Die Αυε-gangssignale U31, U31, U^2, U32 der Grenzwertmelder S1 und S2 stehen an den Basisanschlüssen der Schalttransistoren T1 bis T 4 an. Als Grenzwertmelder S1 und S2 dienen bekannte Grenzwertmelder, die bei jedem Vorzeichenwechsel des Eingangssignals den Zustand ihrer komplementären Ausgangssignale ändern und diesen neuen Zustand beibehalten, bis ein erneuter Vorzeichenwechsel oder Nulldurchgang des Eingangssignals auftritt. Damit werden die Schalttransistoren T1 und T2 durch antivalente Signale durchlässig gesteuert, so daß die Transistören T1 und T2 alternierend eingeschaltet sind. Das gleiche gilt für die Transistoren T3 und T4. Damit
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haben die Transistoren T1 bis T4 im Gegensatz zur Funktion der aus dem Stand der Technik bekannten Transistoren nur noch reine Schaltfunktion. Die Steuerung des zeitlichen Verlaufs der Ströme Iy1 und Iy~ erfolgt durch den steuerbaren Stromgenerator E1, die der Ströme Iy, und Iy^ durch den Stromgenerator E2.
Die als Steuersignale dienenden Hallspannungen U1 und U2 der beiden Hallgeneratoren H1 und H2 sind jeweils einem bekannten schwellwertfreien Gleichrichter G1 bzw. G2 zugeführt. Diese schwellwertfreien Gleichrichter G1 und G2 stellen ausgangsseitig die Signale UG1 und Ugg zur Verfügung, die aus einer Aneinanderreihung von Sinushalbwellen gleicher Polarität bestehen. Die Ausgangssignale ILj1 und Uq2 stehen an den Steuereingängen der steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2 an, so daß diese Stromgeneratoren jeweils mit dem Betrag des Momentanwerts der Steuersignale U1 und U2 gesteuert sind. Damit sind unter dem Einfluß der Stromgeneratoren E1 und E2 die in den einzelnen Wicklungen W1 bis W4 fließenden Ströme Iy1 bis Iy^+ proportional zum Betrag des Sinus des Winkels zwischen dem Rotorfluß und dem Fluß in den Wicklungen geregelt. Durch die Grenzwertmelder S1 und S2 ist je nach dem Vorzeichen der Hallspannungen U1 und U2 abwechselnd die Schalttransistoren T1 und T3 bzw. T2 und T4 durchgeschaltet.
Als einfach steuerbare Stromgeneratoren E1 und E2 dienen im Falle des in Figur 2 dargestellten Ausführun^sbeispiels die im Proportionalbereich betriebenen Transistoren T5 und T6, deren Steuerstrecke über W^Jerstände R4 bzw. R5 zwischen den Verbindungspunkten V1 bzw. V2 und dem Bezugspotential 0 bzw. der negativen Speisespannung -Uß geschaltet ist. Die Steuereingänge C1 bzw. C2 dieser steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2 sind mit den Basisanschlüssen der Transistoren T5
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und T6 verbunden. Als Stromgenerator E1 bzw. E2 ist jede Stromregelschaltung einsetzbar, deren Strom in proportionaler Abhängigkeit von der Amplitude eines am Steuereingang anstehenden Signals gesteuert werden kann. 5
Als Schalttransistoren T1 bis T4 bzw. im analogen Bereich betriebene Transistoren T5 und T6 sind im Ausführungsbeispiel npn-Transistören eingesetzt. Es ist klar, daß statt dessen auch pnp-Transistören einsetzbar sind, wofür lediglich Anschlüsse der Schalt- bzw. Steuerstrecke sowie die steuernden Signalpegel umgekehrt werden müssen.
Die einen Steuerstromanschlüsse der Hallgeneratoren H1 und H2 sind im Ausführungsbeispiel über die Widerstände R1 bzw. R2 an die positive Speisespannung +Ug gelegt. Diese Steuerstromanschlüsse können - wie aus dem Stand der Technik bekannt ist - auch durch eine eigene Regelschaltung gespeist sein.
In Figur 3 sind Ln den untereinanderliegenden Zeilen a bis 1 die in dem in Figur 2 dargestellten Schaltbild auftretenden Spannungen und Ströme wiedergegeben. In den Zeilen a und b sind die Differenzen der Hallspannungen U1 bzw. U2 der Hallspannungsgeneratoren H1 bzw. H2 aufgetragen. Es ist ersichtlich, daß für jeweils eine elektrische Halbdrehung des Rotors, also jeweils nach 180° el., ein Polaritätswechsel des Hallspannungssignals auftritt. Darüber hinaus eilt das Hallspannungssignal U2 des Hallgenerators H2 gegenüber dem Hallspannungssignal U1 um 90° in der Phase vor. Dies ist durch die räumliche Versetzung der beiden Hallgeneratoren H1 und H2 relativ zueinander bedingt.
In den Zeilen c bis f sind die Ausgangssignale U31,
, U„pi U"S2 der Grenzwertmelder S1 und S2 dargestellt.
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Es ist klar ersichtlich, daß die den um 180° relativ zueinander versetzten Wicklungen W1 und W2 zugeordneten Signale Ug1 und UgT antivalent sind. Dasselbe gilt für die Signale U32 und Ug2· Durch diese Signale Ug1,
g1, Ug2, Ug2 mit hoher Flankensteilheit wird eine zeitlich exakt mit dem Nulldurchgang der zugehörigen Hallspannungen U1 und U2 synchronisierte Ein- und Ausschaltung der Schalttransistoren T1 bis T4 sichergestellt. Damit sind die beim Stand der Technik auftretenden, durch unterschiedliche Schwellwerte der eingesetzten Transistoren und unterschiedliche Empfindlichkeiten der Hallgeneratoren hervorgerufenen Schwierigkeiten zuverlässig beseitigt.
In den Zeilen g und h sind die Ausgangssignale UG1 und Uq2 der schwellwertfreien Gleichrichter G1 und G2 dargestellt. Aufgrund der schwellwertfreien Gleichrichtung stehen damit einwandfreie sinushalbwellenförmifee Signale zur Steuerung der steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2 zur Verfügung. Ein Einfluß unterschiedlicher Schwellwerte der Transistoren und unterschiedlicher Empfindlichkeiten der Hallgeneratoren - wie beim Stand der Technik - scheidet somit aus. Diese Signale U^1 und Uq2 dienen zur exakten Vorgabe sinushalbwellenförmiger Ströme durch die steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2, wobei die vorgegebenen Ströme durch das einwandfrei gesteuerte Schaltverhalten der Schalttransistoren T1 bis T4 sukzessiv auf die Wicklungen W1 bis W4 des kollektorlosen Gleichstrommotors verteilt werden. Diese exakte zeitliche Verteilung von bezüglich ihrer Form einwandfreien Strom!lalbwellen auf die Wicklungsstränge W1 bis W4 begründet die eklatante Reduktion der Drehmomentwelligkeit des erfindungsgemäßen kollektorlosen Gleichstrommotors im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten. Bei dem erfin-
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dungegemäßen kollektorlosen Gleichstrommotor haben unterschiedliche Schwellwerte der eingesetzten Transistoren und Unterschiede in ihrer Stromverstärkung nahezu keinen Einfluß mehr auf Form und Einschaltzeitpunkt der Wicklungsströme I^ bis Iw,- Auch unterschiedliche Widerstände der Wicklungen W1 bis W4 führen zu keiner Beeinträchtigung des Drehmomentverlaufes mehr, da durch die über die steuerbaren Stromgeneratoren E1 und E2 erzeugte Stromeinprägung Stromunterschiede in den Wicklungen ausgeregelt werden.
3 Figuren
5 Patentansprüche
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L e e r s e i t e

Claims (5)

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    Patentansprüche
    1J Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem permanent- ^-«agnetisehen Rotor, der auf seinem Umfang abwechselnd entgegengesetzte Pole aufweist und mit einer Ständerwicklung, in deren einzelnen Wicklungen bei eich drehendem Rotor Spannungen induziert werden, deren Phasenlagen zyklisch jeweils um 90° el. gegeneinander versetzt sind, sowie mit zwei um 90° el. gegeneinander versetzet 0 ten galvanomagnetischen Wandlern zur Gewinnung rotorstellungsabhängiger, Jeweils über eine elektrische Halbdrehung des Rotors (180° el.) andauernder Steuereignale, durch die im analogen Bereich betriebene Halbleiterbauelemente für die Bestromung der Wicklungsstränge ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiterbauelemente Halbleiterschalter, vorzugsweise Schalttransistoren (T1, R2, T3, T4), eingesetzt sind, die in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Steuersignale (U1; U2) einschaltbar sind und daß die den jeweiligen Wicklungen (W1, W2; W3, WM abgewandten Anschlüsse der Schaltstrecken der Halbleiterschalter (T1, T2; T3, T4) von jeweils zwei Wicklungen eines Stranges (W1, W2; W3, WA), die um 180° el. gegeneinander versetzt sind, gemeinsam von einem steuerbaren Stromgenerator (E1; E2) gespeist sind, dessen Steuereingang der Betrag (U«.; Ug2) dea momentanen Steuersignals (U1; U2) des zugehörigen galvanomagnetischen Wandlers (H1; H2) zugeführt ist und dessen Strom diesem Betrag proportional ist.
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  2. 2. Gleichstrommotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als galvanomagnetischer Wandler (H1, H2) Hallgeneratoren eingesetzt sind.
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  3. 3. Gleichstrommotor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes der Steuersignale (U1, U2) einem Grenzwertmelder (S1, S2) mit dem Schwellwert Null und mit zwei antivalenten Ausgängen zugeführt ist und daß die an den antivalenten Ausgängen anstehenden Signale (Ug1, Ug1, Ug2» UgT) der Grenzwertmelder (S1; S2) den Steueranschlüssen der zugehörigen Halbleiterschalter (T1, T2; TJ, T4) zugeführt sind.
  4. 4. Gleichstrommotor nach einem der Patentansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Betragsbildung jedes der beiden Steuersignale (U1j U2) der galvanomagnetischen Wandler (H1; H2) einem schwellwertfreien Gleichrichter (G1; G2) zugeführt ist.
  5. 5. Gleichstrommotor nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Stromgenerator (E1; E2) jeweils ein im analogen Bereich betriebener Transistor (T5; T6) dient, dessen Basisanschluß den Steuereingang bildet und dessen Schaltstrecke über einen Widerstand (R3j R4) einerseits mit dem nicht unmittelbar mit den Wicklungen (W1, W2, W3, W4) verbundenen Pol der Gleichspannungsquelle (0 bzw. -Ug), andererseits mit dem Verbindungspunkt (V1; V2) der den um 180° el. gegeneinander versetzten Wicklungen (W1, W2; W3, W4) abgewandten Anschlüsse der Schaltstrecken der Halbleiterschalter (T1, T2; T3, T4) verbunden 1st.
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DE2937866A DE2937866B2 (de) 1979-09-19 1979-09-19 Kollektorloser Gleichstrommotor
US06/184,468 US4392094A (en) 1979-09-19 1980-09-05 Brushless D-C motor
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Publication Number Publication Date
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3304606A1 (de) * 1982-02-10 1983-09-22 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Steuervorrichtung fuer einen transistor-motor
WO1998018068A1 (de) * 1996-10-22 1998-04-30 Dreifke Guenter Regeleinheit für einen mehrphasigen direktantrieb und verfahren zur austeuerung eines solchen antriebs

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494051A (en) * 1982-03-05 1985-01-15 The Garrett Corporation Multi-quadrant brushless DC motor drive
US4622499A (en) * 1985-02-27 1986-11-11 Miniscribe Corporation Method and apparatus for controlling a motor
JP3290354B2 (ja) * 1996-07-05 2002-06-10 株式会社東芝 洗濯機及び洗濯機の駆動方法
US6034499A (en) * 1997-04-01 2000-03-07 Tranovich; Stephen J. Method of controlling rotary position of a torque motor
US6392418B1 (en) 1999-09-16 2002-05-21 Delphi Technologies, Inc. Torque current comparison for current reasonableness diagnostics in a permanent magnet electric machine
JP2003509277A (ja) 1999-09-16 2003-03-11 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 電動パワーステアリングシステムのトルク線形化の方法及び装置
US6674789B1 (en) 1999-09-17 2004-01-06 Delphi Technologies, Inc. Reduction of EMI through switching frequency dithering
US6411052B1 (en) 1999-09-17 2002-06-25 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus to compensate for resistance variations in electric motors
US6373211B1 (en) 1999-09-17 2002-04-16 Delphi Technologies, Inc. Extended speed range operation of permanent magnet brushless machines using optimal phase angle control in the voltage mode operation
US6460567B1 (en) * 1999-11-24 2002-10-08 Hansen Technologies Corpporation Sealed motor driven valve
JP2003530804A (ja) 2000-04-07 2003-10-14 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 電動式パワーステアリングシステムの電圧制御されたブラシレスモータの減衰方法
US6498451B1 (en) * 2000-09-06 2002-12-24 Delphi Technologies, Inc. Torque ripple free electric power steering
US6566829B1 (en) 2000-09-07 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for torque control of a machine
EP1399348B1 (de) * 2001-06-08 2009-08-19 Delphi Technologies, Inc. Geschwindigkeitsausgleichssteuerung für elektrische lenksysteme
US7071649B2 (en) 2001-08-17 2006-07-04 Delphi Technologies, Inc. Active temperature estimation for electric machines
US6900607B2 (en) * 2001-08-17 2005-05-31 Delphi Technologies, Inc. Combined feedforward and feedback parameter estimation for electric machines
US7199549B2 (en) * 2001-08-17 2007-04-03 Delphi Technologies, Inc Feedback parameter estimation for electric machines
US20030076064A1 (en) * 2001-08-17 2003-04-24 Kleinau Julie A. Feedforward parameter estimation for electric machines
US6694287B2 (en) 2001-08-30 2004-02-17 Delphi Technologies, Inc. Phase angle diagnostics for sinusoidal controlled electric machine
US20030062868A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-03 Mir Sayeed A. Switching methodology for ground referenced voltage controlled electric machine
US7576506B2 (en) * 2001-12-11 2009-08-18 Delphi Technologies, Inc. Feedforward parameter estimation for electric machines
JP3693173B2 (ja) * 2002-10-16 2005-09-07 日本サーボ株式会社 単相ブラシレスdcモータ
US7157878B2 (en) * 2002-11-19 2007-01-02 Delphi Technologies, Inc. Transient compensation voltage estimation for feedforward sinusoidal brushless motor control
US20080024028A1 (en) * 2006-07-27 2008-01-31 Islam Mohammad S Permanent magnet electric motor
US7543679B2 (en) * 2006-07-28 2009-06-09 Delphi Technologies, Inc. Compensation of periodic sensor errors in electric power steering systems
US7549504B2 (en) * 2006-07-28 2009-06-23 Delphi Technologies, Inc. Quadrant dependent active damping for electric power steering
US7725227B2 (en) * 2006-12-15 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Method, system, and apparatus for providing enhanced steering pull compensation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1954409A1 (de) * 1968-11-01 1970-06-11 Philips Nv Gleichstrommotor mit elektronischem Kollektor
DE2363632A1 (de) * 1973-02-16 1974-08-22 Fuji Electric Co Ltd Kollektorloser gleichstrommotor
DE2414336B2 (de) * 1973-03-26 1977-12-15 Pioneer Electronic Corp, Tokio Buerstenloser elektromotor
DE2346380C3 (de) * 1973-05-23 1978-01-26 Papst-Motoren Kg, 7742 St Georgen Kollektorloser Gleichstrommotor
DE2725502A1 (de) * 1977-06-06 1978-12-14 Papst Motoren Kg Einrichtung zur erzeugung einer drehzahlabhaengigen gleichspannung
DE2727534A1 (de) * 1977-06-18 1979-01-04 Papst Motoren Kg Steuerschaltung fuer einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor
DE2931686A1 (de) * 1979-08-04 1981-02-19 Papst Motoren Kg Antriebsanordnung mit kollektorlosem gleichstrommotor und halbleiterschalter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028598A (en) * 1968-11-01 1977-06-07 U.S. Philips Corporation Direct-current motor comprising an electronic commutator
NL7407953A (nl) * 1974-06-14 1975-12-16 Philips Nv Spanningstroomomzetter.
US4004244A (en) * 1975-05-27 1977-01-18 Rca Corporation Dynamic current supply
US4164918A (en) * 1978-02-21 1979-08-21 General Motors Corporation Exhaust gas recirculation control
US4158178A (en) * 1978-05-15 1979-06-12 Rca Corporation Anti-latch circuit for amplifier stage including bipolar and field-effect transistors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1954409A1 (de) * 1968-11-01 1970-06-11 Philips Nv Gleichstrommotor mit elektronischem Kollektor
DE2363632A1 (de) * 1973-02-16 1974-08-22 Fuji Electric Co Ltd Kollektorloser gleichstrommotor
DE2414336B2 (de) * 1973-03-26 1977-12-15 Pioneer Electronic Corp, Tokio Buerstenloser elektromotor
DE2346380C3 (de) * 1973-05-23 1978-01-26 Papst-Motoren Kg, 7742 St Georgen Kollektorloser Gleichstrommotor
DE2725502A1 (de) * 1977-06-06 1978-12-14 Papst Motoren Kg Einrichtung zur erzeugung einer drehzahlabhaengigen gleichspannung
DE2727534A1 (de) * 1977-06-18 1979-01-04 Papst Motoren Kg Steuerschaltung fuer einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor
DE2931686A1 (de) * 1979-08-04 1981-02-19 Papst Motoren Kg Antriebsanordnung mit kollektorlosem gleichstrommotor und halbleiterschalter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.:"Elektrische Ausrüstung" 1972,Nr.1,S.21-23 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3304606A1 (de) * 1982-02-10 1983-09-22 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Steuervorrichtung fuer einen transistor-motor
WO1998018068A1 (de) * 1996-10-22 1998-04-30 Dreifke Guenter Regeleinheit für einen mehrphasigen direktantrieb und verfahren zur austeuerung eines solchen antriebs
WO1998018067A1 (de) * 1996-10-22 1998-04-30 Pasim Mikrosystemtechnik Gmbh I.L. Regeleinheit für einen mehrphasigen direktantrieb und verfahren zur ansteuerung eines solchen antriebs

Also Published As

Publication number Publication date
DE2937866B2 (de) 1981-07-16
DE2937866C3 (de) 1988-07-07
JPS5653595A (en) 1981-05-13
JPS623676B2 (de) 1987-01-26
US4392094A (en) 1983-07-05

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