DE2629269A1

DE2629269A1 - Ansteuerschaltung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2629269A1
Application number: DE19762629269
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Ing Rogge
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1976-06-30
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1978-01-05

Description

Anteuerschaltung für einem bürstenlosen
Gleichstrommotor Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, bei der eine der Anzahl der Motorwicklungen ensprechende Zahl von Steuerspannungen induktiv gewonnen wird und hieraus Ansteuersignale für die Motorwicklungen mit einer Gleichspannungsquelle verbindende Tore gewonnen werden.
Es sind Ansteuerschaltung bekannt, bei denen die Steuerspannungen mittels gesondert er Hilfswicklungen gewonnen werden, aber auch Steuerschaltungen, die die Steurspannungen aus in den Motorwicklungen induzierten Spannungen gewinnen. Beide Methoden können auch bei der Erfindung Anwendung finden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung zu schaffen, bei der die Länge und Phasenlage der Steuerspannungsimpulse einstellbar ist. Hierdurch wird ein Arbeiten des Ilot-ors mit optimalem Wirkungsgrad erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ansteuerschaltung ein zu einem Ring geschaltetes Widerstandsnetzwerk aufweist, wobei zwischen den freien Enden zweier Phasen jeweils zwei Widerstände liegen, deren i-.Iittena'ogri£fe insb. über einem weiteren Widerstand mit einem Eingang eines nachgeschalteten Differenzverstärlrers verbunden sinn und daß die freien Enden über in Sperrichtung geschaltete Dioden auf die genannten Eingänge geführt sind.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Vorteile und Weiterbildungen in diesem Zusammenhang beschrieben werden.
Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiels der Erfindung Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erklärung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung.
In Pig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuer-schaltung für eine bürstenlosen Gleichstrommotor dargestellt, wobei außer den Statorwicklungen 1-3 noch Steuerwicklungen mit den Phasen 51, 52, 53 vorgesehen sind. Die Steueriic1:lungen weisen in Bezug auf die Statorwickulungen einen entgegengesetzten Wicklungssinn auf; beide sind in Stern geschaltet. Die freien Enden 54 bis 56 der Steuerwicklung sind auf ein zu einem Ring verbundenen Widerstandsnetzwerk 57 bis 62 geschaltet, wobei jeweils zwei Widerstände zwischen zwei freien Enden liegen. Die anderen gemeinsamen Verbindungspunkte zweier benachbarter Widerstände sind Leber weitere Widerstände 66 bis 6ö jeweils auf Eingange von drei bifferenzverstärkern '15 bis '77 geführt.
Die freien Enden 54 bis ÄG sind außerdem über in 'operrrichtung betriebene I)ioden 69 bis 71 auf die genannten Eingenge geführt. Es ist an die Spannungsquelle UE ein Spannungsteiler 73, 74 angeschlossen, dessen Mittenabgriff sowohl auf den Sternpunkt der Steuerwicklungen als auch auf die zweiten Eingänge der Differenzverstärker 65 bis 77 geführt ist. Es ist eine Verstcirl.erstufe 78 nachgeschaltet, enthaltend Leistungstransistoren 79 bis 81, über welche die Phasen 1, 2, 3 der Statorwicklung angesteuert werden.
Die ersten Eingänge der Differenzverstärker sind darüberhinaus mit einer Schaltvorrichtung 87 verbunden, der in irgendeiner bekannten weise den Anlauf des Motors bewirkt.
Zum Beispiel kann die Schlaternwirchtung 87 den Rotor durch Spannungsimpulse zuerst ausrichten und dann in die richtige Richtung hochdrehen lassen oder aber zusätzliche Hallgeneratoren oder dergleichen für den Hochlauf enthalten.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordung gemäß Fig. 1 ist folgende: Es sei angenommen, daß durch Impulse aus der Schalteinrichtung 87 der Rotor so schnell dreht, daß durch den permanentmagnetischen Rotor (Permanentmagnete abwechselnder Polarität) in der Steuerwicklung ausreichend starke Spannungen induziert werden, mit welchen über die Kommutierungseinrichtung 50 nun das Schalten der Leitungstransistoren bewirkt wird. Dies sei fLir die Phase 2 nachfolgend erläutert, wobei davon ausgegangen sei, daß in der Steuerwicklung 51 bis 53 um jeweils 1200 el. versetzte Spannungen durch den Rotor induziert werden. Mittels der benachbarten Widerstände 61, 62 wird aus den Spannungen der Phasen 3 und 1 eine Spannung gebildet, ensprechend dem Widerstandsverhältnis (Summenspannung). bberschreitet diese genannte Spannung das durch den Spannungsteiler 73, 74 gebildete Bezugspotential, so erscheint am Ausgang des Verstärkers 77 ein positives signal, und die Phase 2 wird durchgesehaltet. Wird die Summenspannung größer als die Spannung der Phase 53, so wird diese Spannung über die Diode 71 auf den Eingang des Verstärkers 77 gelegt, d.h. nun bestimmt diese Spannung die Ansteuerung. Unterschreitet die Spannung der Phase 53 das Bezugspotential, wobei der Vollständigkeit halber auch noch der Spannungsabfall an der Diode 71 zu berücksichtigen ist, so wird die Phase 2 gesperrt. Durch entsprechende Dimensionierung der benachbarten Widerstände 61, 62 kann dabei der Einschaltzeitpunkt der Phase 2 verschoben, die Einschaltdauer kleiner oder größer als 1200 el.eingestellt werden, so daß mit der angegebenen Schaltung praktisch alle gewünschten Motor- und Drehzahleharakteristiken realisierabar sind. Insbesondere ist somit die überlappungsfreie Komautierung der Phasen 1 bis 3 ohne besonderen Aufwand realisierbar.
Anhand der Fig. 2 sei dies gezeiOrt. Dort ist in Fig. 2a mit 53' der Spannungsverlauf der 1>hase 53 und mit 51' der der Phase 51 aufgezeichnet. Die Summenspannung aus diesen beiden Spannungen ist teireise gestrichelt aufgezeichnet und mit 10 bezeichnet. Es ist hier angenommen, daß die beiden Spannungen aufgrund des Verhältnisses der Widerstände 61 und 62 in gleicher Weise zur Summe beitragen; deshalb liegt der Nullpunkt des Verlaufs in der Mitte zwischen benachbarten Nullpunkten der Spannungen 53' und 51'. Eine Änderung des Verhaltnisses der Widerstände vcrschiebt den Nullpunkt und damit wegen der Beaufschlagung des Sternpunktes und des zv.reiten Eingangs des Differenzverstärkers 77 mit dem gleichen Potential auch den Binsetzpunkt des Verstärkers 77 entsprcchend; d.1l., das voll ausgezogene Ausgangssignal des Verstärkers '17, das in L'ig. 2b dargestellt ist, wird in seinem Einsatzpunkt nach rechts verschoben. Wegen der Diode 71 wird das Ende des Signales der Fig. 2b durch das Absinken der Spannung 53' auf 0 bestimmt, da ja beim Anwaschen der Spannung 10 auf den Wert der Spannung 53' die Diode 71 durchschaltet und damit der Spannungsverlauf der Phase 53 zum Eingang des Differenzverstärkers gelangt. Beim Erreichen der 0-Linie wird der Ausgang des Verstärkers 77 ebenfalls 0. Auf diesen Zeitpunkt hat die Verschiebung des Verlaufs 10 keinen Einfluß. Die Fig. 2 zeigt auch die anderen hier nicht näher besprochenen Verläufe.
-Patentansprüche- L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Ansteuerschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, bei der eine der Anzahl der Motorwicklungen entsprechende Zahl von Steuerspannungen induktiv geweilnen wird und hieraus Ansteuersignale für die flotorwicklungen mit einer Gleichspannungsquelle verbindente Tore gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (50) ein zu einem Ring geschaltetes Widerstandsnetzwerk (57 bis 62) aufweist, wobei zwischen den freien Enden (54 bis T6) zweier Phasen (i bis 3; 51 bis 53) jeweils zwei Widerstände liegen, deren Mittenabgriffe insb. über cinem weiteren Widerstand (66 bis 68) mi L einem Eingang eines nachgeschalteten Differenzverstärkers (75 bis 77) verbunden sind, und daß die freien Enden (54 bis 56) über in Sperrichtung geschaltete Dioden (69 bis 71) auf die genaiiiiten Eingänge geführt sind.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Phasen (51 bis 53) liegenden Widerstände (57 bis 62) derart zweinander bemmessen sind, daß die bäne der Steuesimpulse einen vorgegebenen Wert aufweist.
3. Ansteureschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesonderte Anlaufschaltung (87) vorgesehen ist, deren Impulse den Differenzverstäkern (75 bis 77) zuführbar sind.