DE2638954A1

DE2638954A1 - Verfahren zur drehzahlmessung der permanentmagnetisch erregten gleichstrommotoren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2638954A1
Application number: DE19762638954
Authority: DE
Inventors: Adolf Buehlertal Dr Ing Mohr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-28
Filing date: 1976-08-28
Publication date: 1978-03-02
Also published as: US4138642A; SE7709570L; IT1084713B; GB1581481A; FR2363112A1

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von'einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein nicht berührungsfrei arbeitendes Meßverfahren für die Drehzahl bekannt. Dabei wird an die Motorwelle ein Tachogenerator angeschlossen, dessen Ausgangssignal als Maß für die Drehzahl des Motors benutzt wird. Dieses Meßverfahren hat den Nachteil, daß der Motor durch die Drehzahlmessung belastet wird und deshalb ein verfälschtes Ergebnis bringt. Ein weiteres bekanntes, allerdings berührungsfrei arbeitendes Verfahren arbeitet mittels einer photoelektrischen Signalabnahme. Dabei kann z. B. eine auf der Welle des zu messenden Motors angeordnete helle Markierung von einer Photozelle abgetastet werden. Die ermittelten Hell-Dunkel-Signale müssen zunächst mit Hilfe einer elektronischen Einrichtung integriert werden. Dieses Meßverfahren ist umständlich und teuer. ..

Vorteile der Erfindung ■· .

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drehzahlmessung in sehr einfacher Weise auch an völlig geschlossenen und in ein Aufnahmegestell eingebauten Motoren- durchgeführt werden kann.

Durch die in den Unteransprüehen aufgeführten weiteren Verfahrenschritte und die aufgeführte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens sowie der zu seiner Durchführung angegebenen Vorrichtung möglich.

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Zeichnung ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den Stator eines permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotors, Figur 2 eine Darstellung der aus dem Stator austretenden Streuflüsse und Figur 3 den in ein Gestell eingebauten Stator mit sohematischer Meßeinrichtung.

Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist ein Schnitt durch einen permanentmagnetischen Gleichstrommotor dargestellt. Der Motor hat einen Stator 1 und eine koaxial innerhalb des Stators liegenden, um eine Welle 2 . drehbaren Anker 3· Der Anker 3, von dem in Figur 1 nur ein Teil dargestellt ist, hat eine gerade Anzahl von Ankerzähnen 4, die in an sich bekannter Art und Weise in der Zeichnung nicht dargestellte Wicklungen tragen. Der'Stator 1 besteht aus einem geschlosssenen, hier als kreiszylindrische Hülse ausgebildeten Rücksehlußjoch 5 aus Eisen. Auf der inneren Mantelfäche des Rückschlußj ochs 5 liegen in an sich bekannter Weise einander diametral gegenüber zwei Permanentmagnete 6. Die Permanentmagnete 6 sind in an sich bekannter Art und Weise am Rücksehlußjoch 5 befestigt. In Figur 1 sind durch Flußlinien 8, 9 die aus dem Rücksehlußjoch 5 austretenden und sich über die Luft schließenden Streuflüsse dargestellt. Der Gesamtfluß, der aus dem Rückschlußjoeh 5 austritt, setzt sich zusammen aus dem von den Permanentmagneten herrührenden Erregerfluß e (Flußlinien 8) und ihm senkrecht dazu verlaufenden Ankerquerfluß q (Flußlinien 9). Der Ankerquerfluß tritt natürlich erst dann auf, wenn der Anker 3, der mit einem üblichen und deshalb in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kollektor zur Stromversorgung Versehen ist, vom Strom durchflossen wird. Bei Umlauf des

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Ankers 3 in Richtung des Drehpfeiles 10 ergibt sich am Außenumfang des Rückschlußj ochs 5 die in Figur 2 dargestellte Streuflußverteilung 11. Man kann erkennen, daß an der jeweils auflaufenden Magnetkante die Sättigung im Rückschlußj och 5 ein Maximum ist und demzufolge an dieser Stelle auch die Streu-, flußinduktion am größten ist. An dieser Stelle, wo die Sättigung am größten ist, ist an der Außenseite des Rückschlußj ochs 5 eine Spule 12 angeordnet. Die Achse der Spule 12 steht normal auf der Achse des Motors.

Im Betrieb des Motors wirken sich die im Inneren des Motors stattfindenden Leitwertänderungen - wie oben erwähnt - an der Stelle der größten Sättigung, an der die Spule 12 angeordnet ist, am stärksten nach außen hin aus. In der Spule 12 werden von dem sich ändernden Streufluß Spannungsänderungen induziert, aus deren Frequenz, die durch die Nutzahl des Ankers 3 dividiert wird, auf die Motordrehzahl geschlossen wird. Dazu werden die in der Spule 12 induzierten Spannungsänderungen über eine an sich bekannte Impulsformerstufe 13, die die Signale aus der Spule 12 in Rechtecksignale umformt, einem Zähler Ik zugeführt. Am Zähler 14 kann dann die Drehzahl z. B. direkt digital abgelesen werden.

Wie Figur 3 zeigt, kann die Meßspule 12 ζ. B. in eine zugeordnete Ausnehmung einer strichpunktiert dargestellten Motoraufnahme 15 eingelegt werden. Natürlich kann die Meßspule 12 auch auf andere Art und Weise an der Außenseite des Rückschlußjochs 5 befestigt werden.

Um die Amplitude der Meßsignale zu vergrößern, können bei gerader Nutzahl und bei zweipoligen Motoren am Umfang des Rückschlußjoches 5 auch diametral gegenüberliegend zwei Meßspulen angeordnet werden. Natürlich kann bei gerader Nutzahl pro Polpaar der Ausschlag auch durch Serienschaltung von mehreren Spulen 12 vergrößert werden.

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Claims

Ansprüche

1.'Vorfahren zur Drehzahlmessung von-permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotoren mit mindestens einem an einem Rückschlußjoch angeordneten Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Rückschlußj ochs (5) der bei innen vorbeidrehenden Ankerzähnen (4) sich ändernde Streufluß abgefühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in mindestens einer am Ort der größten Sättigung angeordneten Spule (12) induzierten Spannungsänderungen als Maß für die Mo-.tordrehzahl benutzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsänderungen über eine Impulsformerstufe (13) einem Zähler (14) zugeführt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nahe, vorzugsweise unmittelbar an der Außenseite des Rückschlußj ochs (5) eine Spule (12) angeordnet ist, deren Achse normal auf der Achse des Motors steht.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aiißenumfang der Spule in Drehrichtung des Ankers (3) gesehen unmittelbar hinter einer auflaufenden Magnetkante angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spulen (12) gleicher Art in Serie geschaltet sind.

7- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei Motoren mit gerader Nutzahl im Anker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (12) an jeweils einander zugeordneten Polen des Magneten (6) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (12) in dem den Motor aufnehmenden Gestell angeordnet ist.

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