ELECTRONIC BLOCKING DEVICE FOR DIRECT CURRENT MOTORS

Abstract: 1. An electronic blocking device for D.C. motors comprising an element of a position detector (3) connected to the driving shaft (d) of the motor (M) and a driving stage (2) for the motor connected to an amplifier (4), characterized in that, for the feedback control of the motor current to the motor (M), the position detector (3) is connected to a differential amplifier (4) wherein a control current acting in both directions against the applied torque and blocking the position of the driving shaft is transmitted to the motor (M) through the driving stage (2).

Description: ELEKTRONISCHE BLOCKIEREINRICHTUNG FUR GLEICHSTROMMOTOREN Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Blockiereinrichtung fUr Gleichstrommotoren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Beim Betrieb von motorgetriebenen Geräten für unterschiedliche Verwendungszwecke treten unterschiedliche Kräfte auf, welche sich unterschiedlich auswirken. So wirken auf die Antriebswelle des Motors unterschiedliche Drehmomentkräfte ein. Bisher wurde durch eine mechanische Bremse Einfluss auf diese Drehmomentkräfte genommen, welche teilweise von einem Hubankermagneten gesteuert wurde, um beispielsweise ein Abbremsen oder Blockieren einer erreichten Position zu bewirken. Aus der DE-OS 26 47 230 ist eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt, welche zur Steuerung und Winkel positionierung eines Gleichstrom-Bürstenmotors vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Gleichstrommotor aus einer hohen Drehzahl durch ein entsprechendes Signal auf eine langsame Drehzahl umgeschaltet. Aus dieser langsamen Drehzahl ist ein sofortiges Abstoppen des Motors bzw. Positionieren der Motorwelle möglich, wobei der Motor jedoch mittels eines Tachogenerators und zusätzlicher Elektronik auf die jeweilige Position eingesteuert bzw. geführt werden muss. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch deswegen aufwendig im Aufbau, wobei insbesondere das Auffinden der gewünschten Position durch eine elektronische Nachsteuereinrichtung vorgenommen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache elektronische Blockiereinrichtung für Gleichstrommotoren zu schaffen, welche den Motor gegen ein verschieden stark auf die Antriebswelle einwirkendes Drehmoment in beiden Drehrichtungen sicher elektrisch blockiert und diese Stellung beizubehalten ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Blockiereinrichtung sind in den Unteranspruchen angegeben. Die erfindungsgemässe Einrichtung lässt sich vorteilhaft als Wik kelbremse in der Tonbandgeräte-Technik und bei Bildaufzeich nungsgeräten anwenden. Insbesondere ist eine Anwendung bei Einrichtungen zum definierten Weitertransport des Bandes durch einen Capstan-Antrieb bei einer Standbildwiedergabe vom Aufzeichnungsgerät möglich. Ein Vorteil besteht auch darin, die erfindungsgemässe Einrichtung bei Mognetbanddatenspeichergeräten verwenden zu können, wobei eine mechanische bzw. elektromechanische Blockiereinrichtung für die Gleichstrommotorantriebe wegfollen kann. DarUber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemässe Einrichtung auch durch einfachen Aufbau aus, wobei insbesondere die Verstärker- bzw. Treiberstufe für den Gleichstrommotor durch den gemäss der Erfindung angewendeten + -Betrieb einfach ausgebildet ist. Auch entfällt eine Nachsteuerelektronik für das Auffinden der Position des rotierenden Teils des Positionsdetektors. Durch die erfindungsgemässe Einrichtung wird, nachdem die Motorwelle zum Stillstand gekommen ist, sofort die dann erreichte Position der Motorwelle beibehalten, d. h. die Antriebswelle sicher elektronisch blockiert. ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird zur näheren Erläuterung der Aufgabe, Vorteile und Merkmale der Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung einer elektronischen Blockiereinrich tung gemäss der Erfindung und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindung gemässen elektronischen Blockiereinrich tung gemäss Fig. 1. Gemäss Fig. 1, welche eine prinzipielle Anordnung einer elektronischen Blockiereinrichtung für einen Gleichstrommotor darstellt, ist eine elektronische Einrichtung C, welche an eine Gleichspannungsversorgung UB angeschlossen ist, mit einem an sich bekannten Gleichstrommotor M verbunden. Die beiderseits des Gleichstrommotors M herausragende Antriebswelle d ist auf der einen Seite des Motors M mit einem mit der Gleichspannung UB beaufschlagten Positionsdetektor B verbunden, welcher seinerseits an die elektronische Einrichtung C geschaltet ist. In der schematischen Prinzipdarstellung der elektrischen bzw. elektronischen Anordnung gemäss Fig. 2 ist mit der Antriebswelle d des Gleichstrommotors M ein auf dem Reflexionsprinzip beruhender opto-elektronischer Positionsdetektor 3 verbunden, welcher aus einer Leuchtdiode D 3, einem Segmentring oder einer Segmentscheibe 5 und einem Fototransistor T 3 besteht. Dieser aus den letztgenannten Elementen bestehende und mit dem Motor M verbundene opto-elektronische Positionsdetektor 3 kann auch als ein auf dem Hallprinzip oder Feldplatten-Prinzip beruhender Detektor mit Magnetpolring anstelle der Segmentscheibe ausgebildet sein, da die Wirkungsweise des Positionsdetektors 3 auf unterschiedlichem Prinzip funktionieren kann. Wichtig hierbei ist lediglich, dass ein statischer Wert der Position, d. h. der momentanen Stellung der Antriebswelle, angezeigt wird. Auch kann der optoelektronische Positionsdetektor auf dem Durchlicht-Prinzip beruhen, wonach das von der Leuchtdiode oder einer anderen Lichtquelle ausgesandte Licht eine davor angeordnete, rasterförmig durchbrochene Segmentscheibe je nach Stellung der Segmentscheibe zur Lichtquelle durchdringt oder nicht. Gemäss Fig. 2 wird das von der Leuchtdiode D 3 ausgesandte Licht von der entlang ihres Umfanges mit hellen und dunklen Segmenten versehenen Segmentscheibe 5 reflektiert. Je grösser die Anzahl der Segmente am Umfang der Segmentscheibe 5 ist, desto grösser wird die Anzahl der Positionspunkte beim Umfang. Der Ausgang des in der Fig. 2 gestrichelt gezeichnäen Positionsdetektors 3, d. h. das einem Differenzverstärker 4 zugeführte Ausgangssignal des Fototransistors T 3, liefert beim Ubergang von benachbarten hellen bzw. dunklen Segmenten der Segmentscheibe 5 ein Analogsignal, welches mit einer Referenzspannung verglichen wird. Die Differenz zwischen diesen beiden Signalen wird im Differenzverstärker 4 verstärkt und steuert Uber eine am Ausgang des Diffe renzverstörkers 4 vorgesehene Treiberstufe 2 den Gleichstrommotor M. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 registriert der Fototransistor T 3 - nachdem die Motorwelle zum Stillstand gekommen ist - den jeweiligen Ist-Zustand der Segmentscheibe 5 des optoelektronischen Positionsdetektors 3, der aufgrund dieser Ausbildungsform auf dem Reflexionsprinzip beruht. Das vom Fototransistor zur Steuerung der den Gleichstrommotor M versorgenden Elektronik abgegebene Signal durchläuft einen aus zwei Dioden D 1 und D 2 bestehenden Begrenzer 1, welcher seinerseits mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 4 verbunden ist. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 4 ist mit dem einen Anschluss eines veränderlichen Widerstondes RVu verbunden. Am Ausgang des Differenzverstärkers 4 ist eine aus Transistoren T 1 und T 2 bestehende Treiberstufe 2 angeschlossen, welche für den Antrieb des Gleichstrommotors M in dessen Stromkreis liegt. Aus der jeweiligen Polaritätsabweichung zur Referenzspannung am nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 4 wird der Ausgang des Differenzverstärkers 4 mit der nachgeschalteten Treiberstufe 2 (T 1, T 2) positiv oder negativ, und rastet auf der Flanke des Hell/Dunkel-Übergangs (Positionspunkt) ein, bei der sich eine Gegenkopplung zur Bewegungsrichtung ergibt. Die Flanke der Mitkopplung wird dabei übersprungen. Der bei dieser Funktionsweise noch auftretende Restfehler der Abweichung (Gegenmoment) kann durch die mittels des veränderlichen Widerstandes RVu bewirkte Verstärkungserhöhung verringert werden. D. h., die Winkeldifferenz zwischen angelegtem und nicht angelegtem Drehmoment lässt sich einstellen.

Claims: ELEKTRONISCHE BLOCKIEREINRICHTUNG FUR GLEICHSTROMMOTOREN Patentansprüche 1. Elektronische Blockiereinrichtung für Gleichstrommotoren, mit einem mit der Antriebswelle des Motors verbundenen Positionsdetektor und einer mit einem Verstärkerverbundenen Treiberstufe für den Motor, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der nächstliegende Positionspunkt des rotierenden Teils (5) des Positionsdetektors (3) selbständig mit Hilfe des abgegebenen Signals des Positionsdetektors (3) gewählt wird, bei dem der Positionsdetektor (3) eine Gegenkopplung zur Drehrichtung erkennt, wobei die Flanke der Mitkopplung automatisch übersprungen wird. 2. Elektronische Blockiereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Positionsdetektor (3) nach dem opto-elektronischen Reflexionsprinzip arbeitet. 3. Elektronische Blockiereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Positionsdetektor (3) nach dem Hall-Prinzip arbeitet. 4. Elektronische Blockiereinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Positionsdetektor (3) eine Leuchtdiode (D 3), eine Segmentscheibe (5) als rotierendes Teil und einen Fototransistor (T 3) aufweist, der den jeweiligen Ist-Zustond der Segmentscheibe (5) erfasst. 5. Elektronische Blockiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den Ausgang des Positionsdetektors (3) und einem Eingang des Verstärkers (4) ein veränderlicher Widerstand (RVu) geschaltet ist zur Verringerung des Restfehlers der Abweichung wischen angelegtem und nicht angelegtem Drehmoment. Beschreibung:

Inventors: BUNK DIETER, BUNK, DIETER
Applicants: GRUNDIG EMV, GRUNDIG E.M.V. ELEKTRO-MECHANISCHE VERSUCHSANSTALT MAX GRUNDIG
Application year: 1979
Main classification: H02P3
IPC codes: H02P6