DE2201716A1

DE2201716A1 - Motorsteuerkreis

Info

Publication number: DE2201716A1
Application number: DE19722201716
Authority: DE
Inventors: Nettles Robert Gerald
Original assignee: PENN CONROLS Inc
Current assignee: PENN CONROLS Inc
Priority date: 1971-01-15
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1972-10-05
Also published as: AU3617071A; SE386290B; DE2232669A1; JPS5318081B1; BR7108306D0; US3742327A; AU464661B2; IT945439B; FR2121859B1; GB1349265A; CA960297A; FR2121859A1; NL7200607A

Description

PENN CONTROLS, INC., 2221 Camden Court, Oak Brook, Illinois

• 60 521 / ViSt.A.

Unser Zeichen; P 2133

Motorsteuerkreis,

Die Erfindung bezieht sich auf Analogsteuerschaltungen und insbesondere .auf eine Proportional-Stellmotorschaltung, die in Heizsystemen, Klimaanlagen und Prozeßsteueraystemen verwendet wird. .

In Analogsteuersystemen wird ein überwachungsgerät verwendet, mit dem kontinuierlich eine physikalische charakteristische Größe eines Systems überwacht wird und mit dem ein elektrisches Analogsignal erzeugt wird, welches den Stroiawert dieser charakteristischen Größe darstellt. Dieses zugeführte Signal wird mit einem Signal verglichen, welches einen gewünschten Wert oder einen Sollwert dieser Größe darstellt. Wenn der verglichenen Signale sich um eine vorbestimmte Größe unterscheiden, so steuert ein Fehiersignal, welches die Differenz zwischen den verglichenen Signalen darstellt, das System, um den Fehler zu kompensieren.

So können beispielsweise in Heizsystemen und in Klimaanlagen Analogsignale durch die Verwendung einer., überwachungs-

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gerätes gewonnen werden, welches ein Bimetallelement, eine Membran, Balgen usw. aufweist, die kontinuierlich die Charakteristiken des Systems überwachen, wie beispielsweise eine Temperatur oder einen Dampfdruck und diese Geräte erzeugen Analogsignale als Eingangssignale für einen Motorsteuerkreis zur Steuerung des Betriebes eines Motors.

Die Motorwelle kann mit einer Drosselklappe verbunden sein, die in einem Luftkanal angeordnet ist, um diese zu betätigen, oder mit einem Schieber, der in einer Heißwasserleitung oder einer Dampfleitung angeordnet ist, derart, daß der gesteuerte Betrieb des Motors Änderungen der Systemcharakteristiken bewirkt, die überwacht werden und dadurch können die festgestellten Fehler kompensiert v/erden.

Um eine derartige Kompensation durchzuführen, muß die Motorwelle in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns oder entgegengesetzt dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches drehbar sein und das Fehlersignal muß die Größe und die Richtung der Drehung anzeigen, die erforderlich ist, um die Welle und damit eine Drosselklappe oder einen Schieber auf einen gewünschten Einstellwert einzustellen. Bei einigen bekannten Motorsteuerkreisen werden elektromechanische Kompensationsrelais verwendet, die sowohl die Amplitude als auch die Phase oder Polarität des Analogsignals feststellen, welches von dem überwachungsgerät zugeführt wird und welches die Einschaltung der Motorwicklungen über Relaiskontakte steuern. Das Schalten der großen induktiven Ströme, die zur Erregung der Motorwicklungen erforderlich sind, führt jedoch an den Kontakten zu unerwünschten Bogenentladungen und zu unerwünschten Abbrenneffekten. Bei Steuerschaltungen, bei denen Relais verwendet werden, sind diese den Netzspannungsschwankungen ausgesetzt und ferner treten Leistungsverluste in den Relaisspulen auf.

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Festkörperschaltkreise, die für Motorsteuerzwecke vorgesehen werden, um die Nachteile auszuschalten, die durch mechanische Kontakte und Leistungsverluste hervorgerufen werden, sind wesentlich teurer als elektromechanische Relais, die diese ersetzen. Diese Schaltungen sind im allgemeinen wesentlich empfindlicher gegen NetζspannungsSchwankungen und haben ferner den Nachteil, daß sie für die Festkörperschaltelemente, die verwendet werden, eine große Wärmesenke erfordern.

Durch die Erfindung wird ein Motorsteuerkreis geschaffen, der Festkörperschaltelemente aufweist, um wahlweise die Wicklungen eines Zwei-Phasen-Motors zu erregen, um die Motorwelle in eine gewünschte Lage zu drehen und zwar entsprechend einem Befehl, der von einem Überwachungsgerät zugeführt wird und der die gewünschte Stellung der Welle angibt.

Die Steuerschaltung weist eine Fehlerfeststellschaltung auf, die eine Befehlseinrichtung hat, die auf den Befehl anspricht, um ein Befehlssignal abzugeben, welches die gewünschte Stellung der Welle angibt, wobei ein Stellungsfühler vorgesehen ist, der ein Fühlsignal abgibt, welches die tatsächliche Stellung der Welle angibt, wobei ein Komparator vorgesehen ist, um das Fühlersignal und das Steuersignal zu vergleichen, wodurch die Richtung und die Größe der Drehung bestimmt wird, die erforderlich ist, um die Motorwelle in die gewünschte Stellung zu bewegen. Wenn sich die Welle in der gewünschten Stellung befindet, sind das Fühlersignäl -und das Befehlssignal, die dem Komparator zugeführt werden, gleich und die Motorwicklungen werden nicht erregt« Wenn andererseits die Welle sich nicht in der gewünschten Stellung befindet, sind das Fühlersignal und das Befehlssignal nicht gleich und der Komparator erzeugt ein Steuersignal, die es dem Motorsteuerkreis, der vom Komparator

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gesteuert wird, ermöglichen, die Motorwelle in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns oder entgegengesetzt dazu, in die gewünschte Stellung zu drehen.

Der Stellungsfühler wird von der Motorwelle gesteuert, um ein Signal zu erzeugen, das proportional zur ■Wellenstellung ist und zwar derart, daß, wenn einmal der Motor erregt ist, die Welle gedreht wird, bis das Fühlersignal gleich dem Befehlssignal ist, zu welchem Zeitpunkt der Motor ausgeschaltet wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird, wenn eine der Motorwicklungen erregt ist, ein Signal von der Spannung an der anderen Motorwicklung abgeleitet und dem Komparator zugeführt, um die Unabgeglichenheit zwischen dem Befehlssignal und dem Fühlsignal zu vergrößern. Wenn einmal ein Steuerkreis durch den Komparator eingeschaltet ist, um eine der Motorwicklungen zu erregen, bewirkt dieses Rastsignal, daß der eingeschaltete Steuerkreis verriegelt wird, bis das Fühlsignal sowohl die Änderung des Befehlssignals als auch dieses Rastsignal abgleicht und dadurch wird eine Kompensation des Fehlers sichergestellt, der durch die Änderung des Befehlssignals angezeigt wird.

Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motorsteuerkreises weist die Befehlssteuerung und die Fühlersteuerung erste und zweite Potentiometer auf, die parallel zu den Ausgängen einer Gleichspannungsquelle geschaltet sind und die eine Brück,enschaltung bilden, deren Ausgang von den Kontaktarmen des Befehlspotentiometers und des Fühlerpotentiometers abgenommen wird. Das Gleichspannungspotential am Kontaktarm des Befehlspotentiometers stellt die gewünschte Stellung der Welle dar und das Gleichspannungspotential am Kontaktarm des Fühlerpotentiometers stellt

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die' tatsächliche Stellung der Welle dar.

Bei einem neuen Komparator ist eine Gleichstrom-Differentialverstärkung vorgesehen, der einen ersten Eingang aufweist, welcher mit dem Kontaktarm des Befehlspotentiometers verbunden ist und einen zweiten Eingang, der mit dem Kontaktarm des Pühierpotentiometers verbunden ist. In einem abgeglichenen Zustand, das ist derjenige, in dem sich die Welle in der gewünschten Stellung befindet, sind die Signaleingänge am Differentialverstärker gleich und in einem unabgeglichenen Zustand, d.h. in einem Fall, in dem sich die Welle nicht in der gewünschten Stellung befindet, ist einer der Eingangswerte am Differentialverstärker größer als der andere. Ein Eigenmerkmal dieses Differentialverstärker-Komparators besteht darin, daß eines der Eingangssignale das andere um eine vorbestimmte Größe übersteigen muß, ehe die Motorsteuerung eingeschaltet wird.

Der Differentialverstärker weist ferner eine Ausgangsstufe auf, die erste und aweite Ausgangsschalttransistoren besitzt, die im Wert mit den Eingangsstufentransistoren derart verbunden sind, daß, wenn eines der Eingangssignale des Verstärkers größer ist als das andere Eingangssignal ein Ausgangstransistor in Öffnungsrichtung vorgespannt ist und der andere Transsitor in Sperrichtung* Ein Treiberkreis, der dem in Öffnungsrichtung vorgespannten Transistor zugeordnet ist, wird in Betrieb gesetzt, um eine der Wicklungen des Motors zu erregen und der Treiberkreis, der dem entgegengesetzt vorgespannten Transistor zugeordnet ist, ist abgeschaltet.

Wenn die Amplitude des Befehlssignals größer ist als die Amplitude des Fühlersignals v.'ird ein Treiberkreis eingeschaltet, um eine der Wicklungen zu erregen und wenn die Amplitude des Befehlsignals kleiner ist als die Amplitude des

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Fühlsignals, so wird der andere Treiberkreis eingeschaltet, um die Erregung der anderen Motorwicklung durchzuführen.

Der Kontaktarm des Befehlspotentiometers ist mechanisch mit dem überwachungsgerät verbunden, welches diesen Kontaktarm als eine Funktion der überwachten Veränderlichen einstellt.

Der Kontaktarm des Fühlerpotentiometers ist mechanisch mit der Motorwelle verbunden und wird von der Motorwelle als eine Funktion der Stellung oder der Lage der Welle bewegt. Eine Bewegung des Befehlskontaktarms bewirkt eine Erregung einer der Motorwicklungen und dies erzeugt eine Bewegung des Kontaktarms des Fühlerpotentiometers. Die Motorwicklung wird erregt, bis der Kontaktarm des Fühlerpotentiometers sich ausreichend bewegt hat, um die Änderungen des Potentials am Steuerpotentiometer zu überwinden oder auszugleichen, die sich durch die Bewegung des Überwachungsgerätes eingestellt hat.

Eine Rückkopplungsschaltung ist zwischen einer der Wicklungen und einem ersten Eingang des Differentialverstärkers vorgesehen und eine weitere Rückkopplungssehaltung ist zwischen der anderen Wicklung des Motors und dem zweiten Eingang des Differentialverstärkers vorgesehen, urr das gev/ünscbte Rastsignal zu erzeugen, wenn immer eine der Motorwicklungen erregt ist.

Ein weiteres Merkmal der neuen Motorsteuerschaltung ist darin zu sehen, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die sicherstellen, daß das Fühlerpotentiometer ein Fühlersignal dem Differentialverstärker zuführen kann, welcher unabgeglichene Zustände kompensiert, die durch eine Bewegung des Steuerpotentiometers hervorgerufen wurden. Mechanische Grenzschalter sind deshalb nicht vorgesehen um zu verhindern, daß das

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Steuerpotentiometer bewirkt, daß das Rückkopplungspotentiometer bis zu seinen Grenzanschlägen getrieben wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Motorsteuerschaltung einstellbare Bewegungshubgrenzen für die Steuerung auf, wodurch die Amplitude des Fühlersignals derart eingestellt werden kann, daß der Kontaktarm des Fühlerpotentiometers, der direkt von der Motorwelle angetrieben ist, sich lediglich beispielsweise über ein Drittel seines Bewegungshubes bewegen muß, um das Fühlersignal zu erzeugen, welches erforderlich ist, um eine Änderung im Befehlssignal abzugleichen.

Weiterhin ist es ein Merkmal der Erfindung, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die sicherstellen, daß das Fühlerpotentiometer ein etwas größeres Signal abgibt, als das Eingangssignal, welches vom Befehlspotentiometer abgegeben wird, so daß ein Abgleich im Fall eines Kurzschlusses odef· eines Überlastzustandes im Motorsteuerkreis erzielt werden kann.

Die Erfindung betrifft somit einen Motorsteuerkreis für Heizsysteme und für Klimaanlagen und Prozeßsteuersysteme, mit dem wahlweise eine Motorwelle gedreht werden kann, der eine Drosselklappe oder einen Schieber einstellt. Ein Potentiometer, welches von einem Fühlelement des Systems gesteuert wird, erzeugt ein Signal, welches die gewünschte Stellung der Drosselklappe darstellt und ein Fühlerpotentiometer erzeugt ein Signal, welches die tatsächliche oder IST-Stellung der Welle darstellt. Es ist ein Signalkomparator vorgesehen, der einen Differentialverstärker aufweist, der eine Ausgangsschaltstufe hat, die auf eine Spannungsdifferenz zwischen den Signalen, anspricht, um eine von zwei Motorwicklungen zu erregen. Die erregte Motorwicklung wird

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durch die Polarität des Differenzsignales bestimmt. Weitere Schaltungen erzeugen ein Signal aus der Spannung an der anderen der Motorwicklungen und diese Spannung wird dem Verstärkereingang zugeführt, um den Spannungsunterschied zu erhöhen. Der Fühlerpotentiometerkontaktarm ist mit der Motorwelle verbunden, so daß die Differentialdifferenz abnimmt, wenn sich die Welle in die gewünschte Stellung hineinbewegt. Der Motor wird abgeschaltet, wenn diese gewünschte Stellung erreicht ist.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild der Motorsteuerschaltung nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3, wenn sie nebeneinander angeordnet werden, ein Schaltbild für die in Fig. 1 dargestellte Schaltung und

Fig. 4 eine schamtische Darstellung einer Schaltung, wobei eine alternative Ausführungsform des Differentialverstärkers gezeigt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Steuerkreis 20. Der Steuerkreis 20 wird verwendet, um selektiv die Wicklungen 21 und 22 eines Motors 23.zu erregen, um die Welle 2¹I des Motors in einer gewünschten Richtung zu drehen.

Beispielsweise kann in e'iner Klimaanlage der Motor vorgesehen sein, um die Stellung einer Drosselklappe 25 zu steu¹-ern, die von der Motorwelle 2¹I angetrieben wird. Die Steuerung erfolgt als Funktion eines Befehles, der dem Motorsteuerkreis 20 über einen Analogfühler 26 zugeführt wird, der die Temperatur an einer Stelle innerhalb der Klimaanlage überwacht.

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Bei-der Steuerschaltung wird die Feststellung von Gleichspannungen verwendet, um Signale zu vergleichen, die von einer 'Befehls schaltung 30 und einer Fühlerschaltung 40 zugeführt werden, um die Motorwelle einzustellen.

Die· Befehlssteuerung 30, die von einem Analogfühler 26 gesteuert wird, weist ein Potentiometer R22 auf> welches zwischen die Ausgangsanschlüsse 32 und 33 einer geregelten Gleichspannungsquelle 34 eingeschaltet ist. Diese Gleichspannungsquelle leitet eine Gleichspannung von einer Wechselstromnetzleitung mit 60Hz und HOV ab, die über einem Transformator Tl angekoppelt ist. Der Kontaktarm 36 des Potentiometers R22 ist mechanisch mit dem Fühler 26 verbunden und wird durch diesen derart bewegt, daß die Gleichspannung am Kontaktarm 36 des Befehlspotentiometers R22 die gewünschte Stellung der Motorwelle 24 darstellt und diese Stellung ist eine Funktion der Temperatur, die durch' den AnalogfühTer 26 Überwacht wird.

Der Wellenstellungsfühler 40 weist ein Fühlerpotentiometer Rl auf, daa zwischen die Ausgangsanschlüsse 32 und 33 der Spannungsquelle 34 eingeschaltet ist und zwar parallel zur Befehlsteuerung 30. Der Kontaktarm 4l dieses Potentiometers Rl ist mechanisch mit der Motorwelle 24 verbunden und wird durch die Motorwelle derart bewegt, daß die Gleichspannung am Kontaktarm 41 die tatsächliche Stellung oderlST-Stellung der Motorwelle 24 darstellt und damit die Stellung der Drosselklappe 25, die von der Motorwelle betätigt wird.

Die Kontaktarme 41 und 36 der Potentiometer Rl und R22 sind mit den Eingängen 45 und 46 einer Komparatorschaltung verbunden, welche einen neuen Gleichspannungsdifferentialverstärker i*7 aufweist. Die Schaltung ist derart, daß die Spannung, die die tatsächliche Wellenstellung darstellt (kontaktarm 41) und diejenige, die die gewünschte Wellenstellung

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darstellt (Kontaktarm 36) verglichen werden können. Wenn die Spannungen an den Verstärkereingängen 45 und 46 gleich sind, befindet sich die Welle in der gewünschten Stellung. Wenn die Spannungen an den Verstärkereingängen 45 und 46 durch eine Bewegung des Kontaktarmes 36 der Befehlseinrichtung durch den Fühler 26 nicht gleich sind und wenn die Spannungsdifferenz an den Eingängen 47 und 46 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, so erzeugt der Differentialverstärker ein Einschaltsignal für die Steuerschaltung 48, die wirksam wird, um die Motorwicklung 21 zu erregen und um die Welle 24 in Richtung des Uhrzeigerdrehsinnes zu drehen. Es kann auch ein Eingangssignal für die Schaltung 49 abgegeben werden, die wirksam ist, um die Motorwicklung 22 zu erregen und um die Welle entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn zu drehen. Die Drehrichtung, die erforderlich ist, um die Welle in die gewünschte Lage zu bringen, wird durch den Differentialverstärker 47 angezeigt, der die Polarität des Spannungsunterschiedes zwischen den Eingängen 45 und 46 des Verstärkers feststellt.

Die Motorwelle 24 dreht sich solange, als die Wicklungen 21 und 22 durch den Steuerkreis erregt sind und wenn sich die Welle dreht, dann wird der Kontaktarm 41 des Fühlerpotentiometers Rl bewegt, wodurch das Potential am Kontaktarm 41 und demzufolge am Eingang 45 des Verstärkers zunimmt oder abnimmt. Wenn beispielsweise das'Potential am Kontaktarm 36 des Befehlspotentiometers und am Eingang 46 des Differentialverstärkers erhöht wird, bis der Potentialunterschied an den Verstärkereingängen 45 und 46 den Schwellenwert übersteigt, so wird ein Einschaltsignal vom Verstärker 47 zugeführt, um den Steuerkreis 49 einzuschalten, damit die Wicklung 22 mit einer 24 V-Gleichspannung erregt wird, während die Wicklung 21 in Serie mit dem·Kondensator C 3 parallel zur Wicklung 22 geschaltet ist. Solange die Steuerschaltung 49 eingeschaltet ist, dreht sich die Welle 24 entgegengesetzt zum

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ührzeigerdrehsinn und bewegt die Drosselklappe 25 derart, daß die Änderung kompensiert wird, die durch den Fehler 26 angezeigt wurde'. Dabei wird der Kontaktarm 41 des Fühlerpotentiometers Rl so bewegt, daß das Potential am Kontaktarm 41 und damit am Eingang 45 erhöht wird, wenn die Welle gedreht wird, bis die Spannungsdifferenz an den Verstärkungseingängen 46 und 45 geringer ist als der Schwellenwert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Einsehaltsignal nicht mehr länger vom Differentialverstärker 47 zugeführt und die erregten Motorwicklungen 22, 21 werden abgeschaltet. Es sind Sperreinrichtungen vorgesehen, die den Widerstand R9 aufweisen, der zwischen der Wicklung 21 und dem Verstärkereingang 45 eingeschaltet ist und dem Widerstand R16, der zwischen der Wicklung 22 und dem Verstärkereingang 46 eingeschaltet ist. Hierdurch wird ein Rast- oder Sperrsignal erzeugt, welches die Potentialdifferenz zwischen den Verstärkereingängen 45 und 46 vergrößert, wenn immer die Wicklungen 21, 22 erregt sind. Wenn beispielsweise immer die Wicklung 21 erregt ist, wird die Spannung, die an der anderen Wicklung 22 auftritt, über den Widerstand R16 zum Eingang 46 des Verstärkers 47 zurückgeführt. Demzufolge muß das Fühlersignal, welches von der Fühlersteuerung 40 erzeugt wird, sowohl die Potentialänderung überwinden, die durch die Befehlssteuerung 30 erzeugt wird, als auch das Rastsignal, ehe die Potentialdifferenz zwischen den Verstärkereingängen 45 und 46 geringer wird aLs der Schwellenwert. Eine mehr ins Einzelne gehende Beschreibung der Betriebsweise der Motorsteuerschaltung und des neuen Signalkomparators 47 und der Rast- oder Sperreinrichtungen soll noch erfolgen. .

Es sei auf die Schaltung Bezug genommen, die in den Fig. und 3 gezeigt ist. Die Fühlersteuerung weist ein Fühler-.potentiometer Rl auf, welches einen Zapfanschluß 50 hat, · der mit dem Ausgangsanschluß 2 und 3 einer Gleichspannungs-

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quelle 34 verbunden ist. Ferner ist eine Leitung 51 vorgesehen, die über einen Widerstand R2, eine Diode CRl und ein Grenzeinstellpotentiometer RH mit dem Ausgangsanschluß 33 der Spannungsquelle 3^4 verbunden ist. Die Befehlssteuerung 30 weist ein Befehlspotentiometer R22 auf, welches einen Anschluß 52 hat, der mit dem Ausgangsanschluß 32 verbunden ist und einen Anschluß 53> der mit dem Spannungsquellenaus gangsanschluß 33'verbunden ist.

Wie Fig. 3 zeigt, weist die Gleichspannungsquelle 3^ eine Spannungsgleichrichterschaltung 55 auf, die ein Halbwellengleichrichter ist, wobei eine entsprechende Gleichspannung zwischen den Anschlüssen 32 und 33 abgegeben wird. Die Gleichspannung wird von einer HOV, 60Hz-Spannungsquelle abgeleitet, die mit dem Steuerkreis über einen Eingangstransformator Tl gekoppelt ist. Dieser Transformator weist eine Primärwicklung Nl auf, die mit der Wechselspannungsquelle verbunden ist. Die Sekundärwicklung N2 des Transformators 51 weist einen Anschluß 58 auf, der mit einem Gleichrichterstromweg des Gleichrichters 55 verbunden ist. Dieser weist eine Gleichrichterdiode CRlO auf, eine Filterspannung, die Strombegrenzungswiderstände R29 und R30 aufweist und Filterkondensatoren C5 und C6 und Dioden CR8, CR9. über diesen Stromweg ist der Anschluß 58 mit dem Anschluß 32 verbunden. Das andere Ende der Wicklung N2 ist am Anschluß 59 über einen Widerstand R28 mit dem Anschluß 33 verbunden. Die Gleichstromspannungsquelle 3¹J weist ferner einen Spannungsregelkreis auf, der die Transistoren Q7 und Q6 umfaßt. Die Basis des Transistors Q7 ist an der Stelle 60 mit dem Endanschluß 54 des Fühlerpotentiometers Rl verbunden und über die Diode CR8 mit dem Ausgangsanschluß 32 der Spannungsquelle. Die Emitterelektrode des Transistors Q7 ist mit dem Anschluß 33 verbunden.

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Der Transistor Q7 wirkt als Zener-Diode, um eine stabilisierte Spannung +V zwischen den Eingangsanschlüssen 32 und 33 zu erzeugen, wobei diese Spannung auch an der Fühlersteuerung 40 auftritt. Der Transistor Q6 und die zugeordneten Vorspannungswiderstände R24 bis R27 erzeugen eine weitere Regelung der gleichgerichteten Gleichspannung und verbinden ein Ende des Befehlspotentiometers R22 am Anschluß 33* mit dem Ausgangsansehluß 33 der Spannungsquelle, so daß beispielsweise lediglich ein Drittel der geregelten Ausgangsspannung +V am Befehlssteuerpotentiometer R22 auftritt. Die Befehlssteuerung 30 erzeugt das Eingangsbefehlssignal für den Steuerkreis und diese Befehlssteuerung 30 kann entfernt von diesem Steuerkreis angeordnet sein. Alles was erforderlich ist, ist eine Steuerung, mit der ein Eingangsgleichspannungssignal zwischen den Anschlüssen 32 und 70 erzeugt wird. Die Amplituden des Gleichspannungs-Fühlersignals, die am Kontaktarm 41 des Rückkopplungspotentiometers Rl auftreten und des Gleichspannungsbefehlssignals, welches am Kontaktarm 36 des Potentiometers. R22 auftritt, werden durch den Gleichspannungs-Differentialverstärker 47 miteinander verglichen. Dieser Differentialverstärker weist eine Eingangsstufe auf, die . nie Transistoren Ql und Q4 umfaßt. Beide sind normalerweise in Durchlaßrichtung vorgespannt. Es ist ferner eine Ausgangsstufe vorgesehen, welche die Ausgangsschalttransistoren Q2 und Q5 aufweist, die beide normalerweise gesperrt oder ausgeschaltet sind. Das Schalten der Transistoren Q2 und Q5 wird von den Transistoren Ql und Q4 gesteuert und zwar als Funktion des Potentials, das an den Eingängen 45 und 46 des DifferentialVerstärkers 47 auftritt.

Die Basis des Transistors Ql, die als ein Eingangspunkt 45 des Verstärkers dient, ist mit dem Kontaktarm 41 des Rückkopplungspotentiometers Rl verbunden und über den Vorspannungswiderstand R5 mit dem Gleichspannungsanschluß 34 am Punkt 60. Die Kollektorelektrode des Transistors Ql ist

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über den Widerstand R7 mit dem Anschluß 59 verbunden.

Die Basis des Transistors Q4, die als zweiter Eingang *\6 des DifferentialVerstärkers ^7 dient, ist über die Widerstände R2O und R21 mit dem Kontaktarm 36 des Befehlspotentiometers R22 verbunden und über den Vorspannungswiderstand R19 mit dem Anschluß 32 der Spannungsquelle 3^. Die KoI Lektorelektrode des Transistors Q^ ist über den Widerstand Rl8 mit dem Anschluß 59 verbunden.

Die Emitterelektroden der Transistoren Ql und Q^ sind mit dem Kollektor des Transistors Q3 verbunden, der eine Quelle 61 für einen konstanten Strom bildet, um einen Emitterstrom den Emitterelektroden der Transistoren Ql und Q^ zuzuleiten. Die Basis des Transistors Q3 ist mit dem Anschluß 32 der Spannungsquelle verbunden und die Emitterelektrode des Transistors Q3 ist über den Widerstand R23 mit dem Schaltpunkt 63 des Speisekreises 3^ verbunden, so daß eine Vorspannung in Öffnungsrichtung für den Transistor Q3 durch die Dioden CR8 und CR9 erzeugt wird.

Wenn die Eingangsspannungen, die von der Fühler- und Befehlssteuerung augeführt werden, gleich sind, unterteilen die Transistoren Ql und Q*l den Strom aus der Stromquelle 6l gleichmäßig und die Spannungen an den Kollektoren der Transistoren Ql und Q4 sind gleich. Wenn jedoch die Eingangsspannungen ungleich sind, ist die Stromteilung und sind demzufolge die Kollektorspannungen ungleich, so daß eine Differentialspannung, die proportional der Spannungsdifferenz der Eingangsspannungen ist, zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Q4 auftritt. Diese Differentialspannung wird den Basis-Emitterkreisen der Transistoren Q2 und Q5 zugeführt und diese Kreise sind umgekehrt zwischen die Kollektoren der Transistoren Ql und Qk derart geschaltet, daß wenn die Spannung am Kollektor des Transistors Ql mehr po-

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sitiv ist als die Spannung am Kollektor des Transistors Q¹I (um eine Größe, die die minimale Einschalt spannung Vbe min. der Transistoren Q2. und Q5 überschreitet), so wird die Basis-Emitterschaltung des Transistors Q5, die zwischen dem Kollektor des Transistors Q4 und dem Kollektor des Transistors Ql eingeschaltet ist, in Öffnungsrichtung vorgespannt und die Basis-Emitterschaltung des Transistors Q2, die zwischen dem Kollektor des Transistors Q2 und dem Kollektor des Transistors Qk eingeschaltet ist, wird in Sperr-Richtung oder umgekehrt, vorgespannt. In diesem Fall wird der Transistor Q5 eingeschaltet und der Transistor Q2 bleibt gesperrt.

Wenn andererseits die Spannung am Kollektor des Transistors Ql relativ zur Spannung am Kollektor des Transistors Q 4 negativ ist, so wird der Basis-Emitterkreis des Transistors Q5. umgekehrt vorgespannt und der Basis-Emitterkreis des Transistors Q2 wird in Öffnungsrichtung vorgespannt. .

Wenn immer der Transistor Q2 in Öffnungsrichtung vorgespannt ist, so wird ein Einschaltsignal am Kollektor des Transistors Q2 erzeugt, um die Schaltung 48 einzuschalten, die siliziumgesteuerte Gleichrichter SCR2 und SCR3 aufweist, die, wenn sie eingeschaltet sind, die Motorwicklung 21 zwischen die Anschlüsse 58 und 59 einschalten und diese mittels eines Gleichstromes erregen, der über dem Transformator Tl gewonnen wird. Die Schalter CR2 und SCR3 sind entgegengesetzt zueinander und parallel geschaltet, um eine Vollwegleitung für die Gleichstromsignale zu bilden.

Ein Ende der Motorwicklung 21 ist direkt mit dem Anschluß 58 verbunden und das andere Ende 21 ist über den Anoden-Kathodenkreis des Gleichrichters SCR2 mit dem Anschluß 59 verbunden. Das Gitter des Gleichrichters SCR2 ist mit dem Kollektor des Ausgangstransistors Q2 verbunden und empfängt

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Einschaltsignale, um den Gleichrichter SCR2 in den leitenden Zustand zu bringen. Wenn dieser Gleichrichter SCR2 eingeschaltet ist, leitet dieser während der positiven Hälfte des Signalzyklus, wodurch es möglich ist, daß ein Gleichstrom vom Anschluß 58 über die Wicklung 22 und den Gleichrichter SCR2 zum Anschluß 59 fließt. Der Anoden-Kathodenkreis des zweiten Schalters SCR3 ist umgekehrt und parallel zum Schalter SCR2 geschaltet, um den Gleichstrom während der negativen Halbwelle des Antriebssignals zu leiten. Das Gittersignal für den Schalter SCR3 zum Einschalten dieses Schalters während der negativen Halbwelle des Leistungssignals wird von einer Zeitgeberschaltung 65 erzeugt, die mit dem Gitter des Schalters SCR3 verbunden ist und die die Widerstände RIO bis R12 aufweist und den Kondensator C2. Diese Zeitgeberschaltung ist parallel zur Wicklung 21 derart geschaltet, daß der Kondensator C2 während jeder positiven Halbwelle des Leistungssignals aufgeladen wird und sich entlad, wenn der Schalter SCR2 durch das negative Leistungssignal abgeschaltet wird; wodurch der Schalter SCR3 in seinen leitenden Zustand geschaltet wird. Die Motorsteuerschaltung ^9, die vom Ausgangsschalttransistor Q5 geschaltet wird, um die Wicklung 22 zu erregen, ist ähnlich aufgebaut wie die Schaltung ¹JO und weist zwei umgekehrt geschaltete, siliziumgesteuerte Gleichrichter SCR5 und SCR6 auf, die wirksam sind, wenn sie eingeschaltet sind, unfein Ende der Motorwicklung 22 mit. dem Anschluß 59 während alternierender Halbzyklen des Leistungssignals zu verbinden. Das andere Ende der Motorvficklung ist mit dem Anschluß 58 verbunden. Das Gittter des Schalters SCR6 ist mit dem Kollektor des Ausgangstransistors Q5 verbunden und nimmt ein Einschaltsignal von diesem Tran-· sistor auf und das Gitter des Schalters SCR5 ist mit einer Zeitgeberschaltung 66 verbunden, die einen Kondensator C4 und Widerstände RI3 bis RI5 aufweist, die ein Gittersignal oder Schaltsignal für den Schalter SCR5 erzeugen. Es ist klar, daß der Schalter SCR6 (oder SCR2) lediglich dann

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zur Erregung, der Wicklung 22 (oder 21) eingeschaltet sind, wenn gleichzeitig am Gitter ein Treibersignal auftritt und wenn eine positive Anoden-Kathodenspannung vorhanden ist.

Der Motor 23, der verwendet wird, ist ein handelsüblicher für 24 Volt-Gleichspannung ausgelegter Einphasenmotor. Ein Kondensator C3 ist zwischen die Wicklungen 21 und 22 des Motors geschaltet, um die erforderliche Phasenverschiebung zum Betrieb des Motors mit einem Einphasensignal zu ergeben.

Ein· Ende der Wicklung 22 ist über den Widerstand R9 mit der Basis des Transistors Ql am Eingang 45 des Differential-Verstärkers verbunden, um ein Signal zu erzeugen, wenn immer die Windung 22 erregt ist, wobei, wie noch gezeigt werden soll, dieses Signal dazu dient, die Schalter SCR5 und SCR6 lang genug eingeschaltet zu halten, so daß sichergestellt wird, daß die Welle gedreht wird, und zwar insbesondere irt den Fällen, wenn der Spannungsunterschied am Verstärkereingang gering ist. . ·

In ähnlicher Weise ist ein Ende der Wicklung 22 über den Widerstand Rl6 mit der Basis des Transistors Q4 verbunden, wobei es sich hier um den Befehlseingang 46 des Differentialverstärkers handelt und dadurch wird ein Signal erzeugt, wenn immer die Wicklung 21 erregt ist.

Es sei weiterhin auf die Fig. 2 und 3 bezug genommen. Wenn sich die Motorwelle 24 indsp. gewünschten oder SOLL¹-Stellung befindet, so ipt der Steuerkreis abgeglichen und das Fühleroder IST-Signal, welches der Basis des Transistors Ql über die Steuerung 40 zugeführt wird, ist etwa gleich dem Befehls- oder Sollwertsignal, welches der Basis des Transistors Q4 durch die Steuerung 30 zugeführt wird» Me Potential-Differenz zwischen den Basen der Transistoren Ql und Q4 reicht nicht aus, um einen der Transistoren Q2 öder Q5 in öffnungs-

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richtung vorzuspannen. Unter diesen Bedingungen sind die Steuerkreise 48 und ^9 nicht eingeschaltet und der Motor steht still. Wenn nun eine Temperaturänderung durch den Analogfühler 26 festgestellt wird, so wird der Kontaktarm 36 des Befehlssteuerungspotentiometers R22 um eine Strecke bewegt, die der Temperaturänderung entspricht und diese bewirkt eine Zunahme oder Abnahme des Potentials im Kontaktarm 36 des Potentiometers R22. Diese Potentialänderung treibt die Richtung der Drehung und die Größe der Drehung an, die die Welle durchführen muß, um die Luftklappe 25 derart einzustellen, daß diese Einstellung der Temperaturänderung Rechnung trägt.

Es sei bemerkt, daß die Spannung am Kontaktarm 36 gegenüber der Spannung am Anschluß 32 negativ ist. Wenn der Kontaktarm 36 bewegt wird, um das Potential zwischen den Kontaktarmen 36 und dem Anschluß 32 zu erhöhen, so wird das Potential am Kontaktarm kS immer mehr negativ. Das Potential an der Basis des Transistors Q¹J wird negativer, so daß der Transistor Qh mehr Emitterstrom leitet, als der Transistor Ql und die Kollektorspannung des Transistors Qk wird größer als die Kollektorspannung des Transistors Ql. Wenn der Potentialunterschied zwischen den Kollektoren der Transistoren Q^J und Ql den V/ert Veb min. des Transistors Q2 übersteigt, so wird der Transistor Q2 in Öffnungsrichtung vorgespannt und der Transistor Q5 in Schließrichtung.

Wenn der Transistor Q2 in Öffnungsrichtung vorgespannt ist, schaltet der Kollektorstrom des Transistors Q2 den Schalter SCR2 der Steuerschaltung Ί8 in den leitenden Zustand, so daß die Wicklung 21 des Motors in einen Leitungsweg eingeschaltet wird, der die Motorwicklung 21 und die Sekundärwicklung N2 des Eingangstransformators Tl umfaßt und die Anoden-Kathodenschaltung des Schalters SCR2, so daß diese Wicklung durch Gleichstromsignale erregt wird, die über dem Transfor-

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mator Tl während der positiven Halbwelle der Wechselstromsignale zugeführt werden. Während der positiven Halbwellen der Leistungssignale ist der Kondensator C2 parallel zu den Widerständen RIl und R12 geschaltet und wird durch den Strom aufgeladen, der über die Serienschaltung fließt, die die Widerstände RIO bis R12 umfaßt und die parallel zur Wicklung 21 geschaltet ist.

Ein zweiter Erregungsweg für die Wicklung 21 wird durch die Anoden-Kathodenschaltung des Schalters SCR3 und die Wicklung N2 während der negativen Halbzyklen des Wechselstromsignals gebildet, wenn SCR3 dadurch geschaltet wird, daß der Kondensator C2 über die Widerstände RIl und R12 entladen wird.

Die siliziumgesteuerten Gleichrichter SCR2 und SCR3 der Schaltung 48 werden während der positiven und negativen Halbwellen des Viechseistromsignals entsprechend, geschaltet und zwar so lange, als der Ausgangsschalttransistor Q2 eingeschaltet ist, um einen Gitterstrom für den Schalter SCR2 abzugeben.

Wenn die Wicklung 21 des Motors für einen Antrieb des Motors in Richtung des Uhrzeigerdrehsinnes durch die Schaltung 48 erregt ist, wird die Welle 24 des Motors in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns gedreht und zwar so lange, wie die Wicklung 21 erregt ist. Wenn sich die Welle in Richtung des Uhrzeigordrehsinns zur gewünschten Stellung hin bewegt, wodurch diese Stellung durch das Potential am Kontaktarm 36 des Befehlspotentiometers R22 angegeben wird, wird der Kontaktarm 41 des Fühlerpotentiometers, der mechanisch mit der Welle 24 verbunden ist, ebenfalls in einer Richtung bewegt, um das Fehlersignal zu kompensieren, welches durch die Einstellung des Befehlspotentiometers R22 gegeben wird. Da die Welle 24 in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns gedreht wird, um die Luftklappe 25 in erforderlicher Weise einzustellen, damit

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die Änderungen im System kompensiert werden, nähert sich das Potential, welches an der Basis des Transistors Ql durch den Kontaktarm 41 des Fühlerpotentiometers Rl erzeugt wird, dem Potential an der Basis des Transistors Q4, welches durch das Befehlspotentiometer R22 erzeugt wird. Wenn die Po'tentialdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Q4 und Ql unter das Schaltminimum des Transistors Q2 abnimmt, dann ist die Steuerschaltung in einem abgeglichenen Zustand und der Ausgang des Transistors Q2 wird abgeschaltet, so daß kein Einschaltstrom mehr den Schalter SCR2 der Schaltung 48 zugeführt wird. Die Wicklung 21 wird abgeschaltet.

Der Motor 23, der schematisch in Fig. 2 gezeigt ist, läuft mit einer Einphasen-Spannung, die einer Wechselstromquelle über einem Transformator Tl entnommen wird und die den Wicklungen 21 oder 22 des Motors über Schalter SCR2, SCR3, SCR5 und SCR6 zugeführt wird. Der Motorkondensator C3 ist in ReVL-he entweder mit der Wicklung 21 oder mit der Wicklung 22 geschaltet und zwar in Abhängigkeit davon, welcher der Steuerkreise 48 oder 49 eingeschaltet ist. Wenn der Motor läuft, werden beide Wicklungen 21 und 22 und der Kondensator C3 eingeschaltet. Derjenige Kreis, der den Kondensator C3 und eine der Motorwicklungen enthält, arbeitet in der Nähe der Serienresonanz. Die Spannung an diesen Blindkomponenten ist größer als die zugeführte Spannung und in der Phase verschoben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Wicklung 21 für eine Drehung in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns über die Schaltung 48 erregt wird, ist die Spannung an der anderen Wicklung 22 um etwa zwei Drit- ' tel größer als die Spannung, die der Wicklung 21 zugeführt wird. Diese Spannung erzeugt ein Rückkopplungssignal zu den Eingängen 45, 46 des Differentialverstärkers 47, um die Unabgeglichenheit zu verstärken, die durch ein Fehler-

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signal erzeugt wird, das sich an der Befehlssteuerung 30 einstellt. Eine Rückkopplung ist für beide Eingänge 45 und 46 vorgesehen und dieses Rückkopplungssignal ist die Amplitudendifferenz der induzierten Spannung gegenüber der Spannung der 24-Volt-Leitung.

Ein.Teil der induzierten Spannung, die an der Wicklung 22 auftritt, wird über den Widerstand Rl6 zur Basis des Transistors Q4 zurückgekoppelt, während ein geringerer Teil der Spannung an der Wicklung 21 über den Widerstand R9 zur Basis des Transistors Ql zurückgekoppelt wird.

Der Leitungsweg für das Zusatzsignal, das erzeugt wird, wenn die Wicklung 21 für eine Motordrehung in Richtung.des Uhrzeigerdrehsinns über die Steuerschaltung 48 erregt viird, erstreckt sich von den Schaltungen SCR 2 und 3 über den Kondensator C3, ein Ende der Wicklung 22, den Widerstand R 16 und verläuft zur Basis des Transistors Q4 und durch den Transistor Q3 hindurch, parallel zu den Widerständen R20 und R19 und durch die Gleichrichterschaltung 55 hindurch zum Schluß 58 der Sekundärwicklung N2 des Transformators Tl und dann zum anderen Ende der Motorwicklung 22 hin.

Das Zusatzsignal verändert den Spannungswert an der Basis des Transistors Q4 relativ zur Basis des Transistors Ql zu negativeren Vierten hin und dadurch wird die Potentialdifferenz zwischen den Basen der Transistoren Ql und Q4 und dementsprechend die Potentialdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Q¹I vergrößert. Es sei bemerkt, daß der Wert des Widerstandes Rl6 relativ zu den Werten der Wi- ' derstände R20 und R28 derart groß ist, daß die Zusatzspannung eine Größenordnung von zehn bis zu fünfzehn mV hat und diese Spannung ist vergleichbar mit der Schwellenspannung des Differentialverstärkers 47, deren Wert etwa 20 mV beträgt. Dieses Zusatzsignal ist ein Wechselsignal und dieses Wechselsignal führt sowohl eine Addition als auch eine Subtraktion

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am Potential an der Basis der Transistoren Ql und Q4 durch.

Wenn einmal einer der Schalter SCR2.und SCR3 des Steuerkreises 48 leitend geworden sind und zwar gemäß einem Einschaltsignal, welches durch den Transistor Q2 erzeugt wird, so stellt dieses Zusatzsignal sicher, daß die Welle 24 in ausreichender Weise gedreht, wird, um die Änderung in der Ein- · stellung des Steuerpotentiometers R22 zu kompensieren. Die Regelschaltung verhindert ein Pendeln des Motors um eine abgeglichene Lage herum.

Wenn die Motorwicklung 21 erregt ist, so dreht sich die Welle in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns in die gewünschte Stellung hineinund bewegt dabei den Kontaktarm 4l des Fühlerpotentiometers,um das Potential an der Basis des Transistors Ql zu vermindern, derart, daß sich das Potential an der Basis des Transistors Ql dem Potential an der Basis des Transistors Q4 nähert und daß die Potentialdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Q¹I sich dem Wert Null nähert. Der Ausgangstransistor Q2 wird abgeschaltet, wenn der Spannungsunterschied am Eingang des Verstärkers auf einen Wert abgesunken ist, der bewirkt, daß die Spannungsdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Q4 geringer ist als der Wert von Vbe min.für den Transistor Q2, wodurch der Transistor Q2 gesperrt wird. Dadurch wird die Motorwicklung 21 abgeschaltet und die Drehung der Welle 24 und eine weitere Bewegung des Kontaktarmes 41 des Pühlerpotentiometers R4 werden abgestoppt. Das Zusatzsignal ist nicht vorhanden, wenn die Wicklung 21 abgeschaltet wird.

Der Betrieb des Motorspeisekreises für eine Drehung der Welle entgegengesetzt zur Uhrzeigerdrehrichtung entspricht dem Betrieb des Motorspeisekreises zur Erzeugung einer Drehung in .Richtung des Uhrzeigerdrehsinnes. Wenn das entgegengesetzte Steuersignal durch die Befehlssteuerung 30 gegeben wird, wird

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die Spannung an der Basis des Transistors Q¹J in höherem Maße positiv als die Spannung an der Basis des Transistors Ql, so daß die Spannungsdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Qk eine Vorspannung des Transistors Q2 in Sperrichtung bewirkt und eine Vorspannung des Transistors Q5 in Durchfluß- oder Öffnungsrichtung. Die Steuerschaltung 49 wird durch den Kollektorstrom, der vom Transistor Q5 abgegeben wird, eingeschaltet und die Schalter SCR5 und SCR6 werden während alternierender Halbzyklen des Antriebs- oder Leistungssignals leitend, um die Wicklung 22 des Motors zwischen den Anschlüssen 58 und 59 zur Speisung mit Wechselstromsignalen einzuschalten. Die Zusatzsignaledie aus den Spannungen abgeleitet werden, die an den Motor-, wicklungen 21 und 22 auftreten, werden über die Widerstände R9 und Rl6 auf die Basen der Transistoren Ql-und Q4 übertragen und zwar in einer Weise, die der im vorstehend beschriebenen Weise entspricht.

Zu der Zeit, zu der die Wechselspannung gegenüber dem Anschluß 59 positiv ist, wird die Basis-Emitterspannung des Transistors Ql (die Spannung zwischen Eingang ^5 und Ausgangsanschluß 32)vergrößert und zwar durch die Zusatzspannung, die von der Wicklung 21 abgenommen wurde und die dem Transistor Ql zugeführt wurde, um die Einschaltung des Schalters SCR6 für einen zusätzlichen vollständigen Wechselspannungszyklus zu ermöglichen.

Wenn die Wicklung 22 durch den Speisekreis k9 eingeschaltet ist, so dreht sich die Motorwelle entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn und dadurch wird der Kontaktarm kl des Rückkopplungspotentiometers Rl derart bewegt, daß ein Rückkopplungssignal erzeugt wird, durch das die Spannung an der Basis des Transistors Ql erhöht wird, bis die Spannungsdifferenz zwischen den Basen der Transistoren Ql und Q^ unter den Schwellenwert des Differential Verstärkers ^i T abfällt, zu welchem

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Zeitpunkt der Speisekreis ^9 und die Motorwicklung 22 abgeschaltet werden.

Die Diode Dl, die zwischen dem Anschluß 51 des Fühlerpotentiometers Rl und dem Kontaktarm 36 des Steuerpotentiometers R22 eingeschaltet sein kann, bildet eine Einrichtung zur Veränderung des Bezugspunktes des Potentiometers Rl relativ zu dem Spannungsquellenanschluß derart, daß wenn immer das Potential am Kontaktarm 36 relativ zum Anschluß 51 die Spannung übersteigt, die erforderlieh ist, die Diode Dl in Durchgangsrichtung vorzuspannen, wird die Diode Dl leitend, so daß die überschüssige Spannung parallel zu Rl angelegt wird und der Spannung hinzugefügt wird, die von der Zener-Spannungsquelle Q7 Anschlüssen 5^ und 51 des Pühlerpotentiometers zugeführt wird.

Das Einstellpotentiometer R¹I für die Bewegungsgrenze, welches in Reihe mit dem Fühlerpotentiometer Rl geschaltet ist, ermöglicht die Einstellung einer Motorwellendrehung über einen Winkelbereich von 90° bis zu 270°. Der maximale Wert des einstellbaren Widerstandes R7 beträgt das Doppelte des maximalen Wertes des Fühlerwiderstandes Rl. Wenn immer das Potentiometer Ek auf seinen maximalen Widerstandswert eingestellt ist, beträgt die Spannung am Fühlerpotentiometer Rl etwa ein Drittel der Spannung an der Zener-Schaltung Q7 und die Motor-welle muß sich um 270° drehen, um ein Fühlersignal zu erzeugen, welches das Befehlssignal und das Zusatzsignal ausgleicht. Wenn der Wert des Widerstandes YiH Null ist, tritt die volle Zener-Spannung, die das Dreifache der Maxircalspannung beträgt, die am Steuerpotentiometer R22 auftreten kann, am Widerstand Rl auf und die Motorwelle muß sich lediglich um ein Drittel von 270° drehen, um einen Null-Abgleich herbeizuführen.

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Fig. 4 zeigt eine Zwischenverstärkerstufe 67 für den Differentialverstärker ^7, welche die Transistoren Q8 und Q9 aufweist. Diese Verstärkerstufe 67 weist Anschlüsse A, A¹ und B, B¹ auf und diese Anschlüsse sind mit dem entsprechend gekennzeichneten Punkt der Differentialverstärkerschaltung verbindbar, die in Fig. 2 dargestellt sind und die durch Leitungen 68 und 69 bei der Darstellung in Fig. 2 miteinander verbunden sind. Wenn die Zwischehverstärkerstufe 67 in die Verstärkerschaltung ^7 eingeschaltet ist, so ist der Basis-Emitterkreis des Transistors Q8 anstelle der Leitung 68 zwischen dem Kollektor des Transistors Ql und dem Emitter des Transistors Q5 eingeschaltet und der Basis-Emitterkreis des Transistors Q9 ist anstelle der Leitung 69 zwischen dem Kollektor des Transistors Q¹J und dem Emitter des Transistors Q2 eingeschaltet. Die Kollektoren der Transistoren Q8 und Q9 sind mit dem positiven Anschluß 32 der Spannungsquelle verbunden.

Wenn eine positive Spannungsdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren Ql und Q*J vorhanden ist, so werden die Transistoren Q8 und Q5 in Durchlaufrichtung vorgespannt und. die Transistoren Q9 und Q2 werden in Sperrichtung vorgespannt. Wenn eine derartige Spannungsdifferenz negativ ist, so werden die Transistoren Q9 und Q2 in Durchlaßrichtung vorgespannt und die Transistoren Q8 und Q5 werden in Sperrichtung vorgespannt.

Mit der Zwischenverstärkerstufe 67 erzeugt der Differentialverstärker ein größeres Sperrausgangssignal, da die Eingangsstufe lediglich den Basistreiberstrom für die Ausgangstransistoren Q2 und Q5 liefert. Der Kollektorstrom für die Ausgangstransistoren Q5 und Q2 wird durch die Zwischenstufe 67 geliefert.

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22Ü1716

Verschiedene Motorspeisekreise können von einem Befehlseingang aus,beispielsweise von der Befehlssteuerung 30, gesteuert: werden. Die Gleichspannung, die zwischen den Anschlüssen 32 und 59 zugeführt wird, kann verwendet werden, um äußere Steuereinrichtungen zu betätigen, die lediglich einer ungeregelten Spannungsquelle bedürfen.

Es sei bfimerkt, daß ein außerhalb der beschriebenen Schaltung erzeugtes Befehlssignal durch einen Befehlsgeber erzeugt werden kann und daß dieses Signal dem Motorspeisekreis über die Anschlüsse 70 und 32 zugeführt werden kann, indem man den Ausgang irgendeiner geeigneten Steuerung, wie beispielsweise eines Differentialtransformators oder eines Funktionsverstärkers, anstelle des Ausganges des Potentiometers R22 einschaltet. Alles, was erforderlich ist, besteht darin, daß ein Gleichstromeingangs-Befehlssignal durch geeignete Befehlsgeber erzeugt wird und zwar zwischen den Anschlüssen 70 und 32 der Speiseschaltung.

Der Differentialverstärker könnte von einem Fühler gesteuert werden, beispielsweise von einer Vorrichtung 26, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches die gewünschte Stellung der Welle angibt.

Bei bestimmten Anwendungen kann die Vorrichtung, die durch die Welle eingestellt wird, nicht-lineare Betriebscharakteristiken aufweisen. Wenn beispielsweise die Drosselklappe 25 ein Schieber ist, so erzeugt eine lineare Änderung des Befehlseingangssignals, die durch den Fühler 26 hervorgerufen wird, eine lineare Änderung des Schiebereinstellpunktes. Eine lineare Änderung des Schiebereinstellpunktes könnte jedoch keine entsprechende lineare Änderung der Strömungsrate durch den Schieber hindurch hervorrufen.

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Wie Pig. .1 zeigt, ist deshalb ein einstellbarer Widerstand
Rc in Reihe mit einem Schalter Sc parallel zum Potentiometer Rl geschaltet und dieser Widerstand ermöglicht eine Linearisierung der Schieberbetriebscharakteristik.

Wenn der Schalter Sc geschlossen ist, wodurch der Widerstand Rc parallel zum Fühlerpotentiometer Rl geschaltet wird,
kann der Wert des Widerstandes Rc eingestellt werden, so daß die Steuerschaltung nichtlineare Änderungen der Motorwellenstellung bei einer linearen Änderung des Befehlssignals erzeugt und dadurch werden die nichtlinearen Charakteristiken
des Schiebers kompensiert, der durch den Motor eingestellt
wird und es wird eine lineare Änderung der Ströraungsrate für eine lineare Änderung des Befehlssignals erzeugt, wobei dieses Befehlssignal von der Vorrichtung 26 zugeführt wird.

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Claims

PENN CONTROLS, INC.

Unser Zeichen: P 2133

Patentansprüche

1. Motorsteuerkreis zur wahlweisen Erregung einer ersten und zweiten Wicklung eines Motors, um die Motorwelle in eine gewünschte Stellung zu drehen, gekennzeichnet durch eine Befehlseingabeeinriehtung, mit der ein Befehlssignal, welches die gewünschte Wellenstellung darstellt, zugeführt wird, einen Fühler, mit dem ein Fühlersignal erzeugt wird, welches die tatsächliche Stellung der Welle anzeigt, einen Komparator, der auf einen Unterschied dieser Signale anspricht und die Windungen v/ahlweise erregt, um die Welle in einer Richtung zur gewünschten Stellung hin zu drehen, eine Zusatzspannungsschaltung, mit der ein Zusatzsignal von einer der Windungen abgeleitet wird, um den Unterschied zwischen dem Befehlssignal und dem Fühlsignal am Eingang des Komparators, zu erhöhen.

2. Motorsteuerkreis, mit dem wahlweise eine erste und eine zweite Wicklung eines Motors erregt wird, um die Motorwelle in eine gewünschte Stellung zu drehen, gekennzeichnet durch eine Befehlseingabevorrichtung, mit der ein Befehlssignal zugeführt wird, welches die gewünschte Stellung der Welle darstellt, einen Fühler, der ein Fühlersignal erzeugt, welches die tatsächliche Stellung der Welle darstellt, einen Komparator, der auf eine Differenz der Amplituden dieser Signale anspricht, um eine der

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Wicklungen wahlweise zu erregen, so daß die Welle in einer .Richtung zur gewünschten Stellung hin gedreht wird, eine Zusatzspannungseinrichtung, mit der ein Zusatzsignal von der an-• deren der'Wicklungen abgenommen wird, um die Potentialdifferenz .zwischen dem Befehlssignal und dem Fühlersignal am Eingang des !Comparators zu vergrößern.

3. Motorsteuerkreis nach Anspruch 2," dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzspannungsvorrichtung einen ersten Schaltkreis aufweist, der an eine der Motorwicklungen angeschlossen ist, um ein Zusatzsignal zu erzeugen, welches dem Befehlseingang zugeführt wird und einen zweiten Schaltkreis, der an die andere Motorwicklung angeschlossen ist und der ein Zusatzsignal erzeugt, welches der Fühlersteuerung zugeführt wird.

¹J. Motorsteuerkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator einen ersten Ausgang aufweist, der eingeschaltet wird, wenn immer das Befehlssignal um einen vorbestimmten Viert das Fühlersignal übersteigt, um die erste Wicklung zu erregen, so daß die Welle in einer Richtung gedreht wird, und einen zweiten Ausgang, der immer dann eingeschaltet wird, wenn das Befehlssignal um einen vorbestimmten Wert gegenüber dem Fühlersignal kleiner ist, um die zweite Wicklung zu erregen, so daß die Welle in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

5. Motorsteuerkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überspannungssicherung zwischen dem Fühler und dem Befehlseingang vorgesehen ist.

6. Motorsteuerkreis für eine wahlweise Erregung einer ersten und einer zweiten Motorwelle, um die Motorwelle in eine gewünschte Stellung zu drehen, gekennzeichnet durch eine Befehlssteuerung, die ein Befehlssignal erzeugt, welches die gewünschte Stellung der Welle darstellt, einen Fühler, der ein Fühlersignal erzeugt, welches die tatsächliche Stellung der Welle darstellt, einen Komparator., der Schalter aufweist, die betätigt werden, wenn das Befehlssignal und da3 Fühlersignal sich um eine gege-

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bene Größe unterscheiden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die Polarität des Ausgangssignals verschieden ist, wenn ·. das Befehlssignal relativ zum Fühlersignal zunimmt oder abnimmt, einen ersten Steuerkreis, der auf ein Ausgangssignal einer Polarität anspricht, um eine der Wicklungen zu erregen und einen zweiten Steuerkreis, der auf ein Ausgangssignal mit einer zweiten Polarität anspricht, um die andere Wicklung zu erregen, eine Zusatzspannungsvorrichtung, die eine erste Schaltung aufweist, die derart geschaltet ist, daß ein Zusatzsignal von der ersten Wicklung abgenommen wird und der Befehlssteuerung zugeführt wird, wobei eine zweite Schaltung vorgesehen ist, die derart geschaltet ist, daß ein Zusatzsignal von der zweiten Wicklung abgenommen wird und dem Fühler zugeführt wird, wobei diese Zusatzsignale den Steuerungen zugeführt werden, um den Unterschied zwischen dem Befehlssignal und dem Fühlersignal zu erhöhen und wobei der Fühler durch die Motorwelle derart gesteuert ist, daß wenn sich diese Welle zur gewünschten Stellung hin dreht, die Amplitude des Fühlersignals sich der Amplitude des Steuersignals annähert, wodurch der Unterschied zwischen den Signalen unter dem besagten gegebenen Wert abfällt, wodurch die Wicklungen abgeschaltet werden.

7. Motorsteuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte erste Schaltung an die erste Wicklung und an die Befehlssteuerung angeschlossen ist, um ein Zusatzsignal der Befehlssteuerung zuzuführen, wenn immer die zweite Wicklung erregt ist und wobei die zweite Schaltung zwischen der zweiten Wicklung und dem Fühler eingeschaltet ist, um ein Zusatzsignal dem Fühler zuzuführen, wenn immer die erste Wicklung erregt ist.

8. Motorsteuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß doe Befehlssteuerung ein erstes Potentiometer aufweist, welches parallel zu den Ausgangsanschlüssen einer Spannungsquelle ge- . schaltet ist, um dieses Befehlssignal an einem Kontaktarm des ersten Potentiometers zu erzeugen und wobei der Fühler ein

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zweites Potentiometer aufweist, welches parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Spannungsquelle geschaltet ist, um das Fühlersignal am Kontaktarm des zweiten Potentiometers zu erzeugen.

9. Motorsteuerkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung einen Widerstand aufweist, der zwischen die erste Wicklung und im Kontaktarm des ersten Potentiometers eingeschaltet ist, um das Zusatzsignal dem Kontaktarm des ersten Potentiometers zuzuführen, wenn die zweite. Wicklung erregt ist, wobei die zweite Schaltung einen zweiten Widerstand aufweist, der zwischen die zweite Wicklung und den Kontaktarm des zweiten Potentiometers eingeschaltet ist, um das Zusatzsignal dem Kontaktarm des zweiten Potentiometers zuzuführen, wenn immer die erste Wicklung erregt ist.

10. Motorsteuerkreis nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Diode, die zwischen dem Kontaktarm des ersten Potentiometers und einem Anschluß des zweiten Potentiometers eingeschaltet ist, um sicherzustellen, daß ein Fühlersignal, dessen Amplitude größer als die des Befehlssignals ist, immer erhalten werden kann.

11. Motorsteuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlssteuerung ein erstes Potentiometer aufweist, welches parallel zu den Ausgangsanschlüssen einer Spammncsquelle eingeschaltet ist, die eine erste Spannung an der Befehlssteuerung erzeugt, daß der Fühler ein zweites Potentiometer aufweist und ein Begrenzungspotentiometer, das in Serie geschaltet ist, wobei diese Potentiometer parallel zu einem weiteren Paar von Ausgangsanschlüssen der Spannungsquelle geschaltet ist, die eine zweite Spannung am Fühler erzeugt, wobei das Begrenzungspotentiometer einstellbar ist, um das Potential am zweiten Potentiometer zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu verändern. .

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12. Motorsteuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator einen ersten Eingangstransistor aufweist, der eine erste Steuerelektrode aufweist und einen zweiten Eingangstransistor, der eine zweite Steuerelektrode aufweist, daß die Schalter einen ersten Schalttransistor haben, der eine erste Eingangselektrode hat, der mit der ersten Steuerelektrode verbunden ist und eine zweite Eingangselektrode, der mit der zweiten Steuerelektrode verbunden ist, daß ein zweiter Schalttransistor vorgesehen ist, der eine erste Eingangselektrode hat, die' mit der zweiten Steuerelektrode verbunden ist und eine zweite Eingangselektrode, die mit der ersten Steuerelektrode verbunden ist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den ersten Schalttransistor in Durchlaßrichtung vorspannen und den zweiten Schalttransistor in Sperrichtung vorspannen, so daß eines der Ausgangssignale immer dann erzeugt wird, wenn die Spannung an der ersten Steuerelektrode größer ist als die Spannung an der zweiten Elektrode und daß der erste Schalttransistor in Sperrrichtung vorgespannt ist und der zweite Schalttransistor in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, um das andere Ausgangssignal zu erzeugen, wenn immer das Potential an der zweiten Steuerelektrode größer ist als das Potential an der ersten Steuerelektrode.

13· Motorsteuerkreis für eine wahlweise Erregung einer ersten und einer zweiten Motorwicklung, um die Welle des Motors in eine gewünschte Stellung zu drehen, gekennzeichnet durch einen Befehlseingang, der ein erstes Signal zuführt, welches die gewünschte Stellung der Welle darstellt, eine. Fühlersteuerung, die ein zweites Signal erzeugt, welches die tatsächliche Stellung der Welle darstellt, einen Signalkomparator, der einen Eingang aufweist, v/elcher auf einen Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Signal anspricht, um eine Spannungsdifferenz einer ersten oder zweiten Polarität zwischen ersten und zweiten Ausgängen zu erzeugen, wobei sie eine Zunahme oder eine Abnahme des ersten Signals relativ zum zweiten Signal darstellt, wobei ein Ausgang

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zusammen mit dem ersten und zweiten Schalter vorgesehen ist, der eine Steuerschaltung aufweist, die in Gegenschaltung zwischen dem ersten und zweiten Ausgang eingeschaltet ist, derart, ' daß wenn der Spannungsunterschied zwischen den Ausgängen eine ■ Polarität aufweist, der erste Schalter geschaltet ist und der zweite Schalter abgeschaltet ist, um ein erstes Ausgangssignal zu erzeugen und wenn der Spannungsunterschied zwischen den Ausgängen die zweite Polarität aufweist, der zweite Schalter ein- ·* geschaltet und der erste Schalter ausgeschaltet ist, um ein zweites Ausgangssignal zu schalten, wobei ferner ein erster Steuerkreis vorgesehen ist, der auf das erste Ausgangssignal anspricht, um eine der Motorwicklungen zu erregen und wobei ein zweiter Steuerkreis vorgesehen ist, der auf das zweite Aüsgangssignal anspricht, um die andere der Motorwicklungen zu erregen und wobei eine Einrichtung für eine Zusatzspannung vorgesehen ist, um das Zusatzsignal von den Motorwicklungen abzunehmen, die der Steuereinrichtung und den Befehlseingang zugeführt werden.·

1*1. Motorsteuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlersteuerung eine Signalcharakterisierungseinrichtung aufweist, die, wenn sie eingeschaltet ist, das Fühlersignal derart verändert, daß eine lineare Änderung des Befehlssignals eine nichtlineare Änderung der Wellenstellung hervorruft.

15. Motorsteuerkreis nach Anspruch .14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlersteuerung ein erstes Potentiometer aufweist und daß die Signalcharakterisierungseinrichtung einen einstellbaren Widerstand aufweist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um den einstellbaren Widerstand parallel zum ersten Potentiometer zu schalten.

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