DE3141238C2 - Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl eines Elektromotors - Google Patents

Abstract

Eine Einrichtung zur Drehzahlstabilisierung bei einem Elektromotor zum Antrieb, insbesondere eines Plattentellers enthält eine Reihenschaltung aus einem Tachogeber (2), einem Begrenzungsverstärker (4), einem Differentiator (5) und einem Sägezahngenerator (6), und außerdem eine Vergleichsschaltung (7), an deren erstem Eingang die Drehzahl der Motorwelle liegt, eine Gleichspannungsquelle (8), am zweiten Eingang der Vergleichsschaltung (7) und einen an den Elektromotor (1) und den Ausgang der Vergleichsschaltung (7) angeschlossenen Leistungsverstärker (10). Erfindungsgemäß ist vorgesehen eine zusätzliche Reihenschaltung aus einem Tachogeber (3), dessen Fühlorgan in Drehrichtung der Motorwelle bezüglich des Fühlorgans des ersten Tachogebers (2) verschoben ist und als dessen Modulator der Modulator des Tachogebers (2) dient, einem Begrenzungsverstärker (11), einem Differentiator (12) und einer Auswahl- und Speicherschaltung (9), deren zweiter Eingang bzw. Ausgang mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (7) bzw. dem Eingang des Leistungsverstärkers (10) verbunden ist. Die Kopplung des Ausganges der der Auswahl- und Speicherschaltung (9) mit dem Eingang des Leistungsverstärkers (10) erfolgt durch eine Reihenschaltung aus einem Integrator (18) und einem Summator (19), dessen zweiter Eingang am Eingang des Integrators (18) liegt.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß an die Signalbildungseinheit angeschlossen sind: zwei Differenzierglieder (5, 15), wobei der Eingang mit dem Ausgang des entsprechenden Begrenzerverstärkers (4,14), der Ausgang des ersten Differenziergliedes (5) mit dem Eingang des Sägezahngenerators (6) und der Ausgang des zweiten Differenziergliedes (15) mit dem Steuereingang der Abtast- und Halteschaltung (9) verbunden ist, und daß der Ausgang der Vergleichsschaltung (7) mit dem Eingang des Leistungsverstärkers (13) durch eine Reihenschaltung eines Integrators (10) und mit einem Sumanator (11) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Eingang des Integrators (10) verbunden ist.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (7) zwischen den Ausgang der Signalbildungseinheit und ■den Punkt (12) zur Verbindung der Eingänge des Integrators (10) und des Summators (11) geschaltet ist.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (7) zwischen den Punkt (12) zur Verbindung der Eingänge des Integrators (10) und des Summators (11) und den Eingang des Integrators (10) geschaltet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

An die in Systemen der automatischen Steuerung, in Geräten zur Informationsaufzeichnung, -wiedergabe und -übertragung, in optisch-mechanischen Systemen und in elektromechanischen Vorrichtungen radioelektronischer Geräte ausgenutzten Elektromotoren werden hohe Anforderungen bezüglich der Läuferdrehzahl bei Änderung des Lastmomentes, der Speisespannung, Temperatur und anderer instabilisiereder Faktoren gestellt.

An -sine Reihe von Elektromotoren, insbesondere an diejenigen, die eine niedrige Drehzahl (bis zu 100 U/ min) aufweisen, beispielsweise an zu einem unmittelbaren Antrieb des Plattentellers eines Plattenspielers in der Apparatur für eine Schallplattenwiedergabe mit hoher Originaätreue vorgesehene Elektromotoren werden

ίο sehr hohe Ansprüche in bezug auf die Drehzahlstabilität gestellt, die sich nicht mehr als um 0,1 % ändern darf.

Bei Elektromotoren ist üblicherweise die Drehzahl vom Lastmoment und der Speisespannung abhängig.
Die Einrichtungen zur Drehzahlstabilisierung bei Elektromotoren sollen eine hohe Stabilisierungsgenauigkeit für die mittlere und augenblickliche Drehzahl der Elektromotoren bewirken, für eine hohe Regelgeschwindigkeit und eine große Zuverlässigkeit sorgen und sich dabei durch eine einfache Konstruktion auszeichnen.

Es ist ein astatisches Stabiliserungssystem für die Drehzahl eines Elektromotors bekannt (Dolidse, W. Tsch., Dorochin, M. P., Gleichstromelektromotoren in radioelektronischen Vorrichtungen, Moskau, 1975,

S. 30—33), das zwei Regler, nämlich einen ein Steuersignal in Abhängigkeit von einer Änderung des stationären Wertes des Phasenwinkels zwischen den Spannungen des Tachogebers und der Quelle für eine Normalfrequenz formierenden Integralregler und einen Grobsynchronisator enthält, dessen statischer Fehler bei allen Betriebsarten des Elektromotors im Synchronisationsbereich liegt. Die beiden Regler arbeiten parallel; deshalb werden die in einem Fein- und einem Grobsynchronisierkanal erzeugten Signale einem gemeinsamen Eingang des Impulsbreitenmodulators und im folgenden einem an den Elektromotor angeschlossenen Leistungsverstärker zugeführt.

Das astatische System zur Drehzahlstabilisierung beim Elektromotor beseitigt bei der Stabilisierung der mittleren Drehzahl den statischen Fehler und die Drehzahl- Last-Abhängigkeit.

Die Genauigkeit der Drehzahlstabilisierung wird durch die Stabilität der Normalfrequenz bestimmt, weil das astatische System für eine Synchronisation der Motordrehzahl mit der Frequenz der No rmalquelle sorgt.

Dem bekannten astatischen Stabilisierungssystem ist aber ein Stabiliserungsfehler für die momentane Motordrehzahl eigen, der auf den Einfluß eines Fertigungsfehlers beim Modulator des Tachogebers zurückzuführen ist.

Es ist auch eine Einrichtung zur Drehzahlstabilisierung bei einem Wechselstrommotor (Hideo Kakeko »Plattenspieler mit direktem Antrieb« Zeitschrift »denpakagaku«, 1973, Nr. 6, S. 97 bis 99) bekannt, die unter Benutzung einer Gleichstromquelle als Bezugsquelle in einem geschlossenen Regelungssystem ausgeführt ist und eine Reihenschaltung aus einem Tachogeber, einem Begrenzungsverstärker, einem Differentiator, einem Sägezahngenerator, einer Vergleichsschaltung, an deren anderen Eingang die Gleichstromquelle angeschlossen ist, einem Tiefpaßfilter, einem Phasenschieber, einem aktiven Tiefpaßfilter und einem an einen Asynchronmotor angeschlossenen Leistungsverstärker mit einer Brücken-Dioden-Regelschaltung für eine Wechselspannung enthält.

Die Einrichtung formiert eine Steuerspannung, die dem statischen Fehler zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der durch den Wert der Bezugsspannung be-

stimmten Nenndrehzahl des Elektromotors proportional ist.

Die betrachtete Einrichtung zur Drehzahlstabilisierung beim Motor ist durch eine durch die Trägheit des Systems der Tiefpaßfilter begrenzte unzureichendes Ansprechverhalten und eine negative Beeinflussung der Gleichmäßigkeit der Rotation des Motors durch einen Frequenzfehler des Tachogebers, der eine Folge der Ungenauigkeit der Herstellung des letzteren (Ungleichmäßigkeit der Schrittgröße bei den Moduktionsmarken. Exzentrizität und Schwebung des Modulators) ist, gekennzeichnet

Eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist bekannt durch die US-PS 37 77 233, die ausreichend schnell und nicht kritisch in bezug auf den Einsatz eines präzisen Modulators ist. Die Einrichtung enthält zwei Frequenz-Tachogeber, deren Fühlelemente in Form von Photo-Elementen in bezug auf einander in Drehrichtung der Welle des Elektromotors versetzt angeordnet sind. In der Einrichtung ist ein gemeinsamer Modulator mit auf ihm angebrachten Markierungen vorgesehen. Die Ausgänge der Tachogeber sind an die Einheit zur Bildung des Signals, das dem Zeitintervall zwischen den Signalen der Geber entspricht, angeschlossen. Die Signalbildungseinheit enthält zwei Begrenzerverstärker, einen Trigger, einen Sägezahngenerator, eine Abtast- und Halteschaltung, und zwei in Reihe geschaltete Multivibratoren. Die Ausgänge der Begrenzerverstärker sind an zwei Eingänge des Triggers angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang des Sägezahngenerators und dem Eingang des ersten Multivibrators gekoppelt ist. Der Ausgang des Sägezahngenerators ist mit dem Eingang der Abtast- und Halteschaltung gekoppelt, an deren Steuereingang das Signal vom Ausgang des ersten Multivibrators gegeben wird. An den Steuereingang des Sägezahngeneraors wird das Signal vom Ausgang des zweiten Multivibrators gegeben. Der Ausgang der Signalbildungseinheit ist an einen der Eingänge der Vergleichsschaltung angeschlossen, an deren zweitem Eingang die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung ist mit dem Eingang des Leistungsverstärkers, der an den Elektromotor angeschlossen ist, gekoppelt

Die bekannte Vorrichtung ermöglicht keine hinreichend präzise Stabilisierung der Drehzahl des Motors, weil statische Fehler vorliegen, die gleich der Differenz zwischen faktischer und Nenndrehzahl sind und vom Belastungsmoment und anderen äußeren Faktoren abhängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl eines Elektromotors zu schaffen, die eine derartige Schaltungslösung aufweist, daß statische Fehler ausgeschlossen werden, wodurch ermöglicht wird, die Präzision bei der Stabilisierung der Drehzahl zu steigern, sowie gleichzeitig die Konstruktion der Einrichtung nicht komplizierter wird.

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ausgebildet.

Hierbei kann die Vergleichsschaltung zwischen den Ausgang der Signalbildungseinheit und dem Verbindungspunkt der Eingänge des Integrators und des Summators oder zwischen dem Verbindungspunkt der Eingänge des Integrators und des Summators und dem Eingang des Integrators liegen.

Die Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl eines Elektromotors entsprechend der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine erhöhte Präzision bei der Stabilisierung der Drehzahl sowie eine Vereinfachung der gesamten Einrichtung.

Die Erfindung soll nachstehend anhand einer Be-Schreibung ihrer Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Funktionsschaltung einer Einrichtung zur Drehzahlstabilisierung eines Elektromotors;

F i g. 2 eine Konstruktionszeichnung für die Anordnung von Tachogebern in der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Benutzung von Gebern photoelektrischen Typs;

F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 2 in Seitenansicht;
Fig.4 den Gegenstand der Fig. 1, wobei eine Vergleichsschaltung an den Ausgang einer Auswahl- und Speicherschaltung angeschlossen ist;

Fig.5 den Gegenstand der Fig. 1, wobei die Vergleichsschaltung an den Eingang des Integrators angeschlossen ist;

Fig.6a, b, c, d, e, f, g, h, k Zeitdiagramme, die den Betrieb der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung erläutern, wobei auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse Spannungen an den Ausgängen der Funktionselemente der Einrichtung aufgetragen sind.

Die Einrichtung (Fig. 1) zur Drehzahlstabilisierung bei einem Elektromotor 1 enthält zwei Tachogeber: einen Haupt- und einen zusätzlichen Tachogeber 2 bzw. 3, an deren Ausgang die Signalbildungseinheit angeschlossen ist.

In Reihe mit dem ersten Tachogeber 2 liegen ein Begrenzungsverstärker 4, ein Differentiator 5, ein Sägezahngenerator 6, eine Vergleichsschaltung 7 für Signale, an deren anderen Eingang eine Gleichspannungsquelle 8 angeschlossen ist, eine Abtast- und Halteschaltung 9 für ein analoges Signal, ein Integrator 10, ein Summator 11, dessen zweiter Eingang mit dem Eingang des Integrators 10 im Punkt 12 verbunden ist, und ein Leistungsverstärker 13, der an den Elektromotor 1 angeschlossen ist. Mit dem anderen Tachogeber 3 sind der zweite Begrenzerverstärker 14 und das zweite Differenzierglied 15, das an den Steuereingang der Abtast- und Halteschaltung 9 angeschlossen ist, verbunden.

Die Abtast- und Halteschaltung 9 enthält gewöhnlich in Reihe geschaltet einen elektronischen Schalter, einen Speicherkondensator und einen Source-Folger. Die Begrenzerverstärker 4 und 14, die Differenzierglieder 5 und 15, der Generator 6 und die Abtast- und Halteschaltung 9 bilden die Signalbildungseinheit, das Signal entspricht dem Zeitintervall zwischen den Signalen der Tachogeber2und3.

Während der Drehzahlstabilisierung bei einem Gleichstrommotor wird der Leistungsverstärker 13 an den Elektromotor unmittelbar, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und während der Drehzahlstabilisierung bei einem Wechselstrommotor über eine gesteuerte Brükkenschaltung mit Dioden oder irgendeinem anderen Steuersignalformer (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angeschlossen.

Bei der Einrichtung können Tachogeber verschiedenen Typs, wie z. B. Induktions-, induktive, kapazitive oder lichtelektrische Tachogeber, die am Ausgang eine Wechsel- oder Impulsspannung mit der Modulationsfrequenz eines magnetischen, elektromagnetischen, elektrostatischen oder Lichtflusses erzeugen, ausgenutzt werden. Ein für die beiden Tachogeber gemeinsamer Modulator ist mit der rotierenden Welle (Läufer) des Elektromotors starr verbunden, wobei der Modulations-Winkelschritt den Winkel der Anordnung der Ta-

chogeber um einiges übertrifft.

Als Beispiel ist in F i g. 2 und 3 eine Anordnung lichtelektrischer Tachogeber aufgeführt. Die Tachogeber 2 und 3 enthalten eine Strahlungsquelle 16 für eine Strahlungsenergie, ein optisches System (Linse) 17, einen an der Welle des Motors 1 starr befestigten Modulator 18 und zwei in Drehrichtung des Elektromotors mit einer gegenseitigen Verschiebung nebeneinander angeordnete Fühlelemente, nämlich die Photoempfänger 19 bzw. 20.

Das optische System 17 und der Modulator 18 sind zwischen der Quelle 16 und den Photoempfängern 19 und 20 aufeinanderfolgend angeordnet. Der Modulator 18 ist als lichtundurchlässige Scheibe mit Schlitzöffnungen ausgeführt, wobei der Schritt zwischen den Schlitzöffnungen etwas größer ist als der Schrittabstand zwischen den Photoempfängern 19 und 20. Der Ausgang des Photoempfängers 19, des ersten Fühlelements in Drehrichtung des Elektromotors, entspricht dem Ausgang des Frequenz-Tachogebers 2, während der Ausgang des Photoempfängers 20 dem Ausgang des Frequenz-Tachogebers 3 entspricht

Im Gegensatz zur Ausführungsvariante der F i g. 1 ist in der Einrichtung gemäß Fig.4 die Vergleichsschaltung 7', die mit der Gleichspannungsquelle 8 in Reihe geschaltet ist, zwischen den Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 9 und den Punkt 12 zur Verbindung der Eingänge des Integrators 10 und des Summators 11 geschaltet.

In der Ausführungsvariante gemäß F i g. 5 zur Stabilisierung der Drehfrequenz des Elektromotors 1 ist im Gegensatz zur Ausführungsvariante nach F i g. 1 die Vergleichsschaltung 7'\ die mit der Gleichspannungsquelle 8 in Reihe geschaltet ist, zwischen den Punkt 12, der die Eingänge des Integrators 10 und des Summators 11 und den Eingang des Integrators 10 verbindet, geschaltet.

Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung arbeitet auf folgende Weise. Bei der Rotation der Welle des Motors 1 werden nacheinander durch ein und dieselbe öffnung des Modulators 18, gezeigt in Fig.2 und 3, die Photoempfänger 19 und 20 beleuchtet, an deren Ausgängen eine elektromotorische Kraft mit einer Frequenzfolge entsteht die gleich der Modulationsfrequenz des Lichtstroms von der Quelle 16 ist Die Impulse der Ausgangsspannung der Tachogeber 2 und 3 (Fig.6a, b) sind in bezug auf einander um eine Verzögerungszeit T verschoben, die gleich der Durchgangszeit der Modulationsöffnung zwischen den Tachogebern 2 und 3 ist, deren Abstand voneinander konstant ist Die Verzögerungszeit T zwischen den Impulsen (F i g. 6a, b) ist bei konstanter Drehfrequenz des Motors 1 gemeinsam mit dem Modulator 18 konstant und verändert sich umgekehrt proportional zur Veränderung der Drehfrequenz des Motors 1.

Die Signale von den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 gelangen auf die entsprechenden Begrenzerverstärker 4 und 14 und danach auf die Differenzierglieder 5 und 15, die die Aufeinanderfolge der in der Zeit verschobenen rechteckigen Impulse in eine Aufeinanderfolge von kurzen positiven Impulsen (Fig.6c 6d) entsprechend den vorderen (rückwärtigen) rechtwinkligen Impulsflanken an den Eingängen der Differenzierglieder 5 und 15 umwandeln. Vom Ausgang des Differenziergliedes 5 gelangen die kurzen Impulse (F i g. 6c) an den Eingang des Generators 6 (zur Erzeugung) einer sägezahnförmigen Spannung, während die Impulse vom Ausgang des Differenziergliedes 15 (F i g. 6d) an einen der Eingänge der Abtast- und Halteschaltung 9 gelangen. Der kurze positive Impuls vom Ausgang des Differenziergliedes 5 (F i g. 6c) setzt die Ausgangsspannung des Generators 6 gleich Null und nach Beendigung dieses Impulses steigt die Ausgangsspannung des Generators 6 linear bis zum Augenblick des Auftretens des folgenden linear an.

Daher tritt am Ausgang des Generators 6 eine sägezahnförmige Spannung (Fig.6e) mit einer Frequenz

to auf, die gleich der Modulationsfrequenz des Lichtstroms ist. Diese Spannung gelangt an einen der Eingänge der Vergleichsschaltung 7, an deren anderen Eingang die Referenzspannung von der Gleichspannungsquelle 8 gegeben wird. Vom Ausgang der Schaltung 7 gelangt die sägezahnförrnige Spannung (F i g. 5f), die bezüglich Null um die Referenzspannung Uverschoben ist, an den zweiten Eingang der Abtast- und Halteschaltung 9, die die sägezahnförmige Spannungsgröße (F i g. 6f) im Moment der Ankunft am ersten Eingang der Schaltung 9 für den kurzen positiven Impuls vom Differenzierglied 15 (F i g. 6d) speichert und die Größe dieser Spannung bis zum Moment des Auftretens des nächsten Impulses konstant hält.

Die Spannung vom Ausgang der Abtast- und Halteschaltung (Fig. 6) gelangt an einen der beiden Eingänge des Summators 11 und gleichzeitig an den Eingang des Integrators 10, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Summators 11 im Punkt 12 verbunden ist. Proportional zur konstanten Integration entsteht am Ausgang des Integrators 10 eine ansteigende Spannung, wenn an seinem Eingang eine positive Spannung auftritt, eine konstant fallende Spannung, wenn an seinem Eingang eine negative Spannung auftritt, und eine unveränderliche Spannung, wenn an seinem Eingang eine Nullspannung auftritt. Der Summator 11 addiert die Austrittsspannungen der Auswahl- und Speicherschaltung 9 (Fig.6g) und des Integrators 10 (Fig.6h). Die Spannung vom Ausgang des Summators 11 (Fig.6k) gelangt an den Eingang des Leistungsverstärkers 13 und danach an den Elektromotor 1 und schließt somit den Regelkreis.

Die Größe der Referenzspannung der Quelle 8 bestimmt die Einstellung des geschlossenen Regelkreises auf die Nenndrehfrequenzdes Elektromotors 1.

Bei der Festlegung einer kleineren Nennspannung von der konstanten Spannungsquelle 8 als derjenigen, die die Nenndrehfrequenz des Elektromotors bestimmt, erhöht sich die Größe der konstanten Spannungskomponente am Ausgang der Auswahl- und Speicherschaltung 9 (F i g. 6g), die Spannung am Ausgang des Integrators 10 (F i g. 6h) steigt konstant an, was zu einem ständigen Anstieg der Spannung am Ausgang des Summa;ors 11 und des Leistungsverstärkers 13 (F i g. 6k) führt Beim Anstieg der zum Elektromotor 1 gegebenen Spannung (wird entsprechend auch) seine Drehfrequenz (erhöht).

Demzufolge fallen die Verzögerungszeit T zwischen den Impulsfolgen an den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 (Fig.6a, b) und die Spannung am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 9 (Fig.6g) ab. Bei Erreichen eines Ausgangsspannungspegels der Schaltung 9 gleich Null hört der Integrator 10 mit der Integration auf, seine Ausgangsspannung bleibt konstant, und dementsprechend bleiben die dem Elektromotor 1 vom Verstärker 13 zugeführte Spannung und die Drehzahl des ersteren konstant

Bei der Einstellung eines größeren Wertes der Bezugsspannung geschieht das Gegenteil davon.

Die Drehzahl des Elektromotors wird folgenderma-

Ben stabilisiert. Unter der Wirkung der äußeren Einflüsse, beispielsweise bei einer Zunahme des Lastmomentes M des Elektromotors 1 oder bei einer Abnahme seiner Speisespannung, verringern sich die Drehzahl des Elektromotors 1, die Impulsfolgefrequenz an den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 (F i g. 6a, b) und die Anlauffrequenz des Generators 6 (F i g. 8e), während sich die Verzögerungszeit T⁷ zwischen den Kurzzeitimpulsfolgen an den Ausgängen der Differentiatoren 15 und 5 (Fig.6c, d) vergrößert. Da die lineare Anstiegsgeschwindigkeit der Sägezahnspannung am Ausgang des Generators 6 (F i g. 6e) bei Änderung seiner Anlauffrequenz durch den Differentiator 5 unveränderlich bleibt und die Zeitspanne zwischen dem Anlauf des Generators 6 und dem durch den Zeitpunkt der Ankunft eines Impulses vom Differentiator 15 (F i g. 6d) am Steuereingang der Abtast- und Halteschaltung 9 festgelegten Augenblick der Einspeicherung eines Zeitwertes der Sägezahnspannung (F i g. 6f) durch diese zunimmt, so steigt der einer Abweichung der tatsächlichen Drehzahl von der Nenndrehzahl umgekehrt proportionale Spannungspegel (F i g. 6g) am Ausgang der Schaltung 9 diskret an. Am Ausgang des Integrators 10 beginnt die Spannung (F i g. 6h) stetig anzusteigen, was zu einem Spannungsanstieg am Ausgang des Summators 11 und des Leistungsverstärkers 10 (F i g. 6k) führt. Beim Anstieg der dem Elektromotor 1 zugeführten Spannung nimmt seine Drehzahl unter Überwindung des Widerstandes des Lastmomentes zu, und dementsprechend nehmen die Verzögerungszeit ^zwischen den Impulsfolgen an den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 (F i g. 6a, b) und die Ausgangsspannung der Abtast- und Halteschaltung 9 (F i g. 6g) ab.

Bei Erreichen des Ausgangsspannungspegels der Schaltung 9 gleich Null, d. h. bei einem Zusammenfallen der tatsächlichen Drehzahl mit der Nenndrehzahl, bleiben die Ausgangsspannungen des Integrators 10 und des Summators 11, die dem Elektromotor 1 vom Verstärker 13 zugeführte Spannung und die Drehzahl des Elektromotors 1 konstant.

Bei einem Abfall des Lastmomentes des Elektromotors 1, was zu einer Erhöhung seiner Drehzahl führt, geschieht das Gegenteil davon, wobei die den Elektromotor 1 zugeführte Spannung absinken wird, bis die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 1 mit seiner Nenndrehzahl zusammengefallen ist.

Bei der Arbeit der in F i g. 4 dargestellten Einrichtung wird die zur Zeitverzögerung zwischen den Impulsfolgen an den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 direkt proportionale Spannung mit der Bezugsspannung am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 9 verglichen. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung der Abtast- und Halteschaltung 9 zur tatsächlichen Drehzahl des Elektromotors 1 umgekehrt proportional, während die Abweichung der Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung 7" von Null zur Abweichung der tatsächlichen Drehzahl von der Nenndrehzahl unter Vorzeichenumkehrung proportional ist

Bei dem Betrieb der in F i g. 5 wiedergegebenen Einrichtung wird die zur Verzögerungszeit zwischen den Impulsfolgen an den Ausgängen der Tachogeber 2 und 3 direkt proportionale Spannung am Ausgang der Auswahl- und Speicherschaltung 9 zur Ausgangsspannung des Integrators 10 addiert, an dessen Eingang die Spannung nach dem Vergleich der Ausgangsspannung der Auswahl- und Speicherschaltung 9 mit der Bezugsspannung der Quelle 8 durch die Vergleichsschaltung 7" geeeben wird.

In diesem Fall ist die Ausgangsspannung der Abtast-Halteschaltung 9 zur tatsächlichen Drehzahl des Elektromotors 1 umgekehrt proportional, während die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung 7" durch eine Abweichung der tatsächlichen Drehzahl von der Nenndrehzahl bedingt ist.

Bei Benutzung von Tachogebern des Induktionstyps in den vorliegenden Einrichtungen tritt als Strahlungsquelle für einen Magnetfluß eine durch einen Gleichstrom gespeiste Spule oder ein Dauermagnet, als Modulator ein mehrpoliges Bauteil mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit oder ein mehrpoliger Magnet, während das Fühlelement des Tachogebers eine Spule ist, deren elektromotorische Kraft am Ausgang eine Frequenz aufweist, die kürzer ist als die Drehfrequenz des Elektromotors.

Die vorgeschlagene Erfindung weist dank nicht vorhandener statischer Fehler eine höhere Präzision bei der Stabilisierung der Drehfrequenz eines Elektromotors auf als die bekannten Vorrichtungen mit gleicher Zweckbestimmung.

Außerdem ist die vorgeschlagene Einrichtung, verglichen mit der bekannten Einrichtung nach dem US-Patent 37 77 233, einfacher in der Konstruktion, weil in der Signalbildungseinheit eine geringere Anzahl von funktionellen Elementen verwendet wird.

In bezug auf die Stabilisierungspräzision sind die in den Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 1, 4 und 5 gezeigten Einrichtungen praktisch gleichbedeutend, obwohl die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsvariante etwas einfacher in ihrer Verwirklichung ist, während die Varianten gemäß F i g. 4 und 5 bequemer im Betrieb sind, da die Möglichkeit eines Anschlusses von Kontrollgeräten vorgesehen ist, die die faktische Drehzahl des Eleklromotors und ihre Abweichung von der Nennfrequenz registrieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl eines Elektromotors, enthaltend

— zwei Frequenz-Tachogeber (2, 3), deren Fühlelemente (19,20) in Drehrichtung der Welle des Elektromotors (1) gegeneinander verschoben angeordnet sind, und die einen gemeinsamen Modulator (18) aufweisen,

— eine an die Ausgänge der Tachogeber (2,3) angeschlossene Signalbildungseinheit, deren Ausgangssignal den Zeitintervall zwischen den Signalen der Tachogeber (2,3) entspricht, mit zwei Begrenzerverstärkern (4,14),

— einem Sägezahngenerator (6), dessen Ausgang mit dem Eingang verbunden ist,

— Abtast- und Halteschaltungen (9) sowie

— einer Vergleichsschaltung (7), an deren erstem Eingang eine Information über die Drehzahl der Welle des Elektromotors (1) gelangt,

— einer Gleichspannungsquelle (8), die an den zweiten Eingang der Vergleichsschaltung (7) geschaltet ist, und

— einem Leistungsverstärker (13), der mit seinem Ausgang an den Elektromotor (1) angeschlossen ist und mit seinem Eingang mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (7) verbunden ist,