DE3786849T2 - Verfahren und Gerät für die Steuerung elektrischer Motore. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung ist auf Gleichstrommotoren gerichtet, und ist z. B. zum Steuern eines mehrphasigen, bürstenlosen Gleichstrommotors anwendbar, welcher zum Bewegen eines magnetischen Mediums, wie z. B. einer Platte eines Festplattensystems entlang eines Lese/Schreib-Elements, wie z. B. einem Kopf, verwendet wird, wie er z. B. in einer als Winchester-Antrieb bekannten Technologie verwendet wird.
• Es ist bekannt, daß herkömmliche Gleichstrommotoren, umfassend mehrphasige, bürstenlose Gleichstrommotoren, auf welche die vorliegende Erfindung gerichtet ist, hoch effizient sind, und Eigenschaften besitzen, die sie für eine Anzahl von Anwendungen geeignet machen. Insbesondere werden bürstenlose Gleichstrommotoren, welche besonders effizient sind, als die bewegende Kraft für Einrichtungen zum Rotieren eines Spiegels für Laserdrucker, zum Bewegen eines magnetischen Bands entlang eines Lese/Schreibkopfs oder zum Drehen der Plattenoberfläche von Festplattensystemen entlang eines Lese/Schreibkopfs bevorzugt.
• Mehrphasige, bürstenlose Gleichstrommotoren erfordern das Zuführen von Strömen zu den Stator- oder Feldwicklungen in einer sequentiellen Reihenfolge, um einen Drehmomentinduzierenden Fluß zum Bewegen eines Rotors zu erzeugen. Gleichströme werden alternierend durch die Feldwicklungen geschaltet, um verschiedene Stromwege zu erzeugen, welche in einer synchronisierten Weise magnetische Flußrichtungen erzeugen. Der somit erzeugte magnetische Fluß resultiert in einem Drehmoment an dem Motor, welches eine Rotationsbewegung verursacht. Um sicherzustellen, daß der Strom zur geeigneten Motorphase geleitet wird (d. h., der am meisten geeignete Stromweg durch die Wicklung des Stators wird ausgewählt), um somit zum wirkungsvollsten Zeitpunkt ein Drehmoment zu erzeugen, werden verschiedene Meßeinrichtungen verwendet, um eine Information über die Stellung des Rotors zu erhalten.
• Eine derartige Einrichtung ist eine Hall-Effekt-Einrichtung, oder "Hall-Schalter", obwohl andere Einrichtungen, wie z. B. optische, verwendet werden können. Ein Problem bei derartigen Meßeinrichtungen ist, daß diese häufiger einer Fehlfunktion unterliegen, als die Einrichtungen, mit welchen sie verwendet werden, wodurch die gesamte Zuverlässigkeit der Einrichtung, die die Meßeinrichtung enthält, deutlich beeinflußt wird. Zusätzlich erhöht das Einbauen derartiger Einrichtungen in den Motoraufbau selbst die Größe des Motors, die Kosten, die Komplexität und den Energieverbrauch; normalerweise unerwünschte Merkmale.
• Man sieht daher, daß eine wesentliche Verbesserung des Motoraufbaus erreicht werden kann, wenn ein anderer Weg gefunden werden könnte, um eine Rückkopplungsinformation über die Drehstellung des Rotors eines mehrphasigen Gleichstrommotors zu liefern, ohne zusätzliche Einrichtungen in den Motoraufbau selbst einzubauen.
• Ein Verfahren ist in der EP-A-0183277 offenbart, in welcher ein kontinuierliches RF-Frequenzsignal an den neutralen Verbindungspunkt der Motorphasenwicklungen angelegt wird, und das relative Auftreten der Spannungspegel an Meßwiderständen verwendet wird, um die Motorumschalteinstellung zu justieren. Dieses System erfordert jedoch, daß an dem neutralen Punkt eine weitere Verbindung hergestellt wird.
• Hier ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens offenbart, um ohne Verwendung von in den Motoraufbau selbst eingebauten Meßeinrichtungen eine Rückkopplungsinformation bezüglich der Drehstellung des Rotors zu Entwickeln. Das derart durchgeführte Verfahren sieht einen sehr zuverlässigen und kostengünstigen Rückkopplungsmechanismus vor, welcher eine Verringerung der Größe des Motoraufbaus, der Komplexität und der Kosten sowie einen Betrieb mit weniger Energie, als bisher erreicht, ermöglicht.
• Gemäß der Erfindung ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit mehreren Statorwicklungen, einem Rotor und einer Einrichtung zum Steuern eines geordneten Zuführens von elektrischem Strom zu den Wicklungen vorgesehen, wobei die Einrichtung umfaßt: - Schaltungsmittel, die mit den Statorwicklungen gekoppelt sind, zum wahlweisen Erzeugen von Stromwegen durch diese in Antwort auf Steuersignale; - mit dem Gleichstrommotor gekoppelte Meßmittel zum Erzeugen eines Meßsignals, welches für den durch den Wechselstrommotor geleiteten Strom bezeichnend ist; und - Steuermittel, welche mit den Schaltungsmitteln und den Meßmitteln gekoppelt sind, zum Liefern der Steuersignale in einer Weise, die verursacht, daß Strom durch die wahlweise durch das Schaltungsmittel in Antwort auf die Steuersignale gebildeten Stromwege fließt, um eine Rotation des Rotors zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel Mittel zum Erzeugen von Steuersignalen umfaßt, um das wahlweise Anlegen von kurzen Stromimpulsen an die Statorwicklungen zu verursachen, und zum Überwachen des Meßsignals, um zu bestimmen, welcher der Stromimpulse ein Meßsignal mit einer höchsten Amplitude relativ zu den der anderen Stromimpulse erzeugt, wobei daß Steuermittel in Antwort auf diese Bestimmung zur Abgabe vorbestimmter Steuersignale an die Schaltungsmittel betätigbar ist.
• Ferner ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Starten und Steuern der Rotation eines Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors des Typs mit mehreren als Phasen bezeichneten Statorwicklungen vorgesehen, um Drehmomenterzeugende Ströme durch diese zu leiten, gekennzeichnet durch die Schritte: - sequentielles Antreiben jeder Phase des Gleichstrommotors für eine kurze vorbestimmte Zeitdauer; - Erhalten eines Amplitudenspitzenwerts des durch den Motor geleiteten Stroms, wenn eine Phase während jeder entsprechenden kurzen, vorbestimmten Zeitdauer angetrieben wird; - Bestimmen eines Amplitudenspitzenwerts mit einer Größe die größer ist, als andere Amplitudenspitzenwerte; und - Zuführen eines Drehmoment-erzeugenden Stroms zu dem Gleichstrommotor in einer durch den bestimmten einen Amplitudenspitzenwert bestimmten Phase.
• Die bevorzugte Ausführungsform sieht zwei alternative Techniken zum Entwickeln der Rotorstellungsinformation während des Startens am Anfang (d. h. von einem Stillstand bis zu einigen U/min) vor, sowie eine dritte Technik, welche verwendet werden kann, um eine gewünschte Drehzahl der Platte eines Festplattensystems beizubehalten, indem eine Stellungsinformation aus der auf die Platte geschriebenen Information gezogen wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein mehrphasiger, bürstenloser Gleichstrommotor in der Umgebung eines Festplattensystems gesteuert. Der Motor treibt eine Festplatte an, und alle drei Techniken werden verwendet, wodurch tatsächlich drei Betriebsbereiche erzeugt werden. Ein erster Bereich verwendet eine Technik des Verfahrens, um eine Rotation des Rotors aus einer statischen Stellung bis zu einer ersten vorbestimmten Drehzahl oder U/min zu beginnen. Eine zweite Technik des Verfahrens wird verwendet, um die Drehzahl des Rotors von den ersten vorbestimmten U/min bis zu den gewünschten U/min zu erhöhen. Danach wird unter Verwendung der dritten Technik Information auf dem durch den Motor gedrehten Medium verwendet, um die erforderliche Rückkopplungsinformation zu liefern.
• Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der dreiphasige, bürstenlose Gleichstrommotor, welcher zum Antreiben der Festplatte (oder der Platten, wenn mehr als eine vorhanden ist) eines Festplattensystems verwendet wird, durch eine von einem Mikroprozessor betriebene Antriebsschaltung mit Strömen versorgt. Der Strom durch den Motor wird durch den Mikroprozessor überwacht. Während des ersten Motorbetriebsbereichs, von 0 U/min bis zu einer ersten Drehzahl, wird an den Motor eine Hochfrequenzumschaltung, bestehend aus einem kurzen Stromimpuls für jede Motorphase, angelegt, und die Reaktion des Motorstroms auf jeden Impuls wird überwacht. In Antwort auf diese Hochfrequenzumschaltung reagiert der Motorstrom mit einer entsprechenden Anzahl an Impulsen, einer für jede Phase. Es ist herausgefunden worden, daß die Amplitude von einem dieser Motorstromimpulse größer ist, als die anderen, und daß die Motorphase, die diesen Strom mit höherer Amplitude erzeugt, die Rotorstellung anzeigt. Dementsprechend bestimmt der Mikroprozessor, welche Phase den Motorstrom mit der höchsten Amplitude erzeugt hat, und mit dieser Information betreibt der Mikroprozessor die Antriebsschaltung, um einen ununterbrochenen Drehmomenterzeugenden Strom zu liefern, welcher der (wie beschrieben bestimmten) Phase für eine festgelegte Zeit zugeführt wird, worauf eine weitere Hochfrequenzumschaltung folgt, der wiederum ein weiterer ununterbrochener Drehmoment-erzeugender Strom folgt, usw., bis die erste vorbestimmte Drehzahl erreicht ist.
• Obwohl diese oben beschriebene erste Technik verwendet werden könnte, um den Motor zur vollen Drehzahl zu bringen, ist herausgefunden worden, daß es effizienter ist, eine zweite Technik zu verwenden: Der Mikroprozessor schaltet, nachdem er bestimmt hat, daß diese erste vorbestimmte Drehzahl erreicht worden ist, auf die zweite Technik um. Zu diesem Zeitpunkt hat der Mikroprozessor momentan Information bezüglich der Drehstellung des Rotors und bezüglich der nächsten paar Motorphasen, welchen ein Strom zugeführt werden soll. Die Motorstromüberwachung wird fortgesetzt (welche nun die vom Motor erzeugte rückwirkende elektromotorische Kraft (back-EMF) angibt) und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen, wenn der Drehmoment-erzeugende Strom zu jeder Phase des Motors geleitet wird. Wenn sich der Rotor der stabilen Stellung nähert, welche der Notorphase zugeordnet ist, welcher der Drehmoment-erzeugende Strom zugeführt wird, nimmt die rückwirkende elektromotorische Kraft deutlich ab und ermöglicht somit ein Zunehmen des Motorstroms. Dementsprechend wird, wenn der überwachte Strom den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das Zuführen des Drehmoment-erzeugenden Stroms von der momentanen Motorphase zur nächsten nachfolgenden Motorphase geschaltet, und der Vorgang wird fortgesetzt, bis die volle Drehzahl erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt schaltet der Überwachungsbetrieb auf das Lesen vorbestimmter, voneinander beabstandeter Bereichsmarkierungen auf dem Plattenmedium um, welche während des Zusammensetzens des Plattenaufbaus installiert worden sind, und welche zum Liefern von Rückkopplungsinformation zum Steuern und Beibehalten der Motordrehzahl auf dem gewünschten Wert verwendet werden.
• Eine Anzahl von Vorteilen, die dem Fachmann offensichtlich sein sollten, wird durch die vorliegende Erfindung erhalten. Zusätzlich zum Entfernen der Meßeinrichtungen von dem Motoraufbau selbst, was ein Verringern der Motorgröße, der Kosten etc. ermöglicht, ist die vorliegende Erfindung zur Anpassung an eine Vielzahl von Gleichstrommotoren mit unterschiedlichen Charakteristiken fähig. Dieser Vorteil ermöglicht eine weitere Verringerung der Herstellungskosten, da die Herstellungsspezifikationen einen weiteren Bereich haben können als bisher.
• Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann beim Lesen der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform, die zusammen mit den bei liegenden Zeichnungen betrachtet werden sollte, offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Mikroprozessors und einer zugehörigen Schaltung, welche zur Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Steuern eines mehrphasigen, bürstenlosen Gleichstrommotors verwendet wird;
• Fig. 2 ist ein detailliertes schematisches Diagramm des Drehmotorantriebs, welcher in dem Blockdiagramm in Fig. 1 verwendet wird, um in Antwort auf Befehle vom Mikroprozessor Drehmoment-erzeugende Ströme zum Motor zu leiten;
• Fig. 3 ist eine Motordrehzahlkurve, welche die verschiedenen Betriebsbereiche der vorliegenden Erfindung darstellt;
• Fig. 4 ist eine diagramatische Darstellung der Hochfrequenzumschaltung, welche durch die Erfindung während des ersten Betriebsbereichs erzeugt wird;
• Fig. 5 ist eine Darstellung verschiedener Motorströme, die während der zweiten Betriebsart der Erfindung auftreten;
• Fig. 6A-C sind Flußdiagramme, welche die drei Betriebsbereiche des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beschreiben; und
• Fig. 7 ist eine Darstellung einer Oberfläche des magnetischen Mediums, welches durch die vorliegende Erfindung angetrieben wird, zum Darstellen der darauf aufgezeichneten Rückkopplungsinformation.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Die vorliegende Erfindung wird dazu verwendet, einen mehrphasigen, bürstenlosen Gleichstrommotor zu betreiben, wie er in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen M bezeichnet ist. Typischerweise, wie auch hier, wird durch Anlegen einer Spannung an einen der Knoten 1, 2, 3, und Verbinden eines anderen der Knoten 1, 2, 3 mit einer zweiten Spannung (normalerweise dem Grundpotential) verursacht, daß Strom durch die Spulen A, B, C des Stators des Motors M fließt, wobei der verbleibende Knoten unbeeinflußt bleibt. Somit fließt, wenn z. B. eine positive Spannung an den Knoten 3 angelegt wird und der Knoten 2 mit dem Grundpotential verbunden wird, Strom von dem Knoten 3 zu dem Knoten 2 durch die Spulen C und B in einer "Phase" des Motors M. In gleicher Weise wird dem Motor M Strom zugeführt, wenn eine positive Spannung an den Knoten 1 angelegt wird, das Grundpotential mit dem Knoten 3 verbunden wird und der Knoten 2 unbeeinflußt bleibt.
• In einem dreiphasigen Gleichstrommotor, wie er hier beschrieben ist, gibt es sechs mögliche Phasen (d. h. sechs Stromwege durch die Spulen A, B und C), welche in der Lage sind, den Rotor (nicht dargestellt) des Motors M in einer stabilen Stellung anzuordnen. Für jede dieser Phasen gibt es zwei stabile Rotorstellungen.
• Der Aufbau des Motors M selbst ist nicht einzigartig; er ist gemäß herkömmlichen und bekannten Techniken und Materialien aufgebaut, (mit einer bürstenlosen oder kommutatorlosen Ausgestaltung, welche einen mehrere Feld- oder Phasenwicklungen, die gegenüber von durch den Rotor getragenen Permanentmagnet-Polstücken angeordnet sind, tragenden Stator verwendet; wobei die Drehmoment-erzeugende Wirkung der Phasenströme die Rotorbewegung durch Erzeugen elektromagnetischer Felder, welche mit den Permanentmagnetenfeldern der jeweiligen Rotorpole wechselwirken, verursachen), wobei eine Ausnahme besteht: Es gibt keine Meßeinrichtungen, wie z. B. "Hall-Schalter" o. dgl., welche eine Rückkopplungsinformation bezüglich der Drehstellung des Rotors liefern. Diese Information wird durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung geliefert, welche nun beschrieben werden.
• Wie Fig. 1 darstellt, ist ein Mikroprozessor 10 mit einem Festspeicher (ROM) 12 und einer Registerdatei 14 durch einen Adressbus 16 und einen Datenbus 18 gekoppelt. Der Mikroprozessor 10 wird von der Motorola, Inc. hergestellt und ist mit der Teilenummer MC68HC11 bezeichnet. Eine Beschreibung des Mikroprozessors 10 kann in dem von der Motorola, Inc. herausgegebenen "Motorola Technical Data Handbook." MC68HC11A8, 197 5. Auflage gefunden werden. Das interessante Kennzeichen des Mikroprozessors, welches hier von Interesse ist, ist, daß er einen eingebauten Analog-Digital (A/D)-Wandler 20 umfaßt, dessen Verwendung nachfolgend beschrieben wird.
• Die Registerdatei 14 besteht, soweit sie hier von Interesse ist, im wesentlichen aus Registern zum Speichern einer Steuerinformation, die einem Drehmotorantrieb 24 in der Form von Steuersignalen zugeführt wird, welche diesem über sieben Signalleitungen 26 übermittelt werden. In Antwort auf die Steuersignale arbeitet der Drehmotorantrieb, um das Anlegen einer positiven Spannung und des Grundpotentials an verschiedene Paare der Knoten 1, 2, 3 des Motors M zu schalten (wobei der dritte Knoten auf einer hohen Impedanz belassen wird), wie vorher kurz beschrieben. Der Strom durch den Motor M erzeugt während der Zeit, während der eine positive Spannung und das Grundpotential an diesen angelegt sind, eine Spannung in einem Meßwiderstand Rs, welcher ein Spin-Meßsignal (SPIN SNS) bildet. Wie man noch sehen wird, enthält das SPIN SNS Signal Information, die die Drehstellung des Rotors (nicht dargestellt) des Motors M anzeigt. Dementsprechend wird das SPIN SNS Signal an den A/D 20 des Mikroprozessors 10 angelegt und erzeugt eine digitale Information, die durch den Mikroprozessor 10 zum Steuern des Motorbetriebs über die Steuersignale, welche an den Drehmotorantrieb 24 über die Signalleitungen 26 angelegt werden, verwendet wird.
• Wie Fig. 1 ebenso darstellt, ist die Registerdatei 14 über einen Acht-Bit-Bus 32 mit Umwandlerschaltungen 38 verbunden. Die Umwandlerschaltungen 38 sind wiederum mit einem Lese/Schreib-Kopf 34 über Lese/Schreib (R/W)-Schaltungen 36 verbunden. Zusätzliche Register (nicht dargestellt) sind in der Registerdatei 14 enthalten, um zwischen dem Mikroprozessor 10 und den Umwandlerschaltungen 38 ausgetauschte Daten zwischenzuspeichern.
• Wie oben angezeigt, wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Festplattenantrieb verwendet, welcher die Winchester-Technologie verwendet (Technologie, in welcher die Köpfe nicht in Kontakt mit dem magnetischen Medien kommen; stattdessen "fliege" die Köpfe auf einem Luftkissen, welches die Köpfe von den Medien separiert) - Da die vorliegende Erfindung nur auf die Steuerung des zum Drehen der Plattenmedien verwendeten Motors gerichtet ist, wird nur der Teil des Festplattensystems, der für die vorliegende Erfindung wesentlich ist, dargestellt und beschrieben.
• In Fig. 2 ist der Aufbau des Drehmotorantriebs 24 detaillierter dargestellt. Der Drehmotorantrieb 24 umfaßt zwei Hauptbereiche: Einen Schaltbereich 40, welcher Steuersignale SPIN A, B, C, X, Y und Z empfängt, die das Schalten einer positiven Spannung (+12V) und des Grundpotentials zwischen Paaren von Knoten 1, 2, 3 des Motors M bewirken; und einen Stromsteuer- oder Grenzwertbereich 42, welcher ein impulsweitenmoduliertes, digitales Signal in eine Spannung umwandelt zum Steuern der Amplitude des Stroms, welcher derjenigen Phase (d. h. Paare von Knoten 1, 2, 3) des Motors M zugeführt wird, die durch den Schaltbereich 40 ausgewählt worden ist (in Antwort auf die Steuersignale SPIN A . . . Der Stromsteuerbereich 42 umfaßt den Meßwiderstand Rs, welcher das SPIN SNS-Signal erzeugt.
• Wenn man sich zunächst dem Schaltbereich 40 zuwendet, werden die Steuersignale SPIN A, B und C durch Invertierer/Zwischenspeicher-Verstärker 43 an die Basisanschlüsse von PNP-Transistoren Q1, Q2 und Q3 gekoppelt, deren Emitteranschlüsse mit der positiven Gleichstromversorgungsspannung (+12V) verbunden sind, und deren Kollektoren mit den Motorknoten 1, 2 bzw. 3 und mit Starkstromfeldeffekttransistoren (FETs) Q4, Q5, Q6 verbunden sind.
• In gleicher Weise werden die Steuersignale SPIN X, Y und Z über Invertierer/Zwischenspeicher-Verstärker 43 an die Gates der FETs Q4, Q5 und Q6 gekoppelt. Die FETs Q4, Q5 und Q6 arbeiten in Antwort auf die empfangenen Steuersignale, um alternierend das Grundpotential (durch den FET Q9 und die Grenzwertschaltung 42) auf andere der Motorknoten 1, 2, 3 zu schalten.
• Wenn man sich nun der Grenzwertschaltung 42 zuwendet, wird das Kontrollsignal Spin-Kontrolle (SPIN CTL) an der Basis eines NPN-Transistors Q7 empfangen, welcher einen Teil eines Verstärkers bildet, der die Stromversorgung für einen den PNP-Transistor Q8, Widerstände R16 und R17 und Kondensatoren C8 und C9 umfassenden Integrator liefert. Nach dem Empfang erzeugt das SPIN-CTL-Signal, während der Zeit, während der das SPIN CTL-Signal vorhanden oder HOCH ist, eine positiv ansteigende Rampe am Gate des Grenzwerttransistors FET Q9. Wenn das SPIN CTL-Signal auf NIEDER geht, kehrt die an das Gate des FET Q9 angelegte Spannungsrampe ihre Richtung um und nimmt fit ungefähr der gleichen Rate ab, mit der sie zugenommen hat.
• Der Betrieb des Drehmotorantriebs 24 erfolgt in Antwort auf die Steuersignale SPIN A, B, C, X, Y und Z: Angenommen es wird gewünscht, daß ein Strom durch die Spulen A und C vom Knoten 1 zum Knoten 3 fließt, um eine spezielle Drehmoment-erzeugende Bewegung zu induzieren. Das Steuersignal SPIN A wird auf HOCH gebracht um über den Verstärker 43 den Basisanschluß des Transistors Q1 auf NIEDER zu ziehen, was verursacht, daß eine positive Gleichspannung (+12V) an den Knoten 1 des Motors M angelegt wird. Zur gleichen Zeit wird das SPIN Z-Steuersignal auf NIEDER gebracht, um den FET Q6 leitend zu machen, wodurch der Knoten 3 des Motors M über den Grenzwerttransistor Q9 und den Meßwiderstand Rs wirkungsvoll mit dem Grundpotential G verbunden wird. Die Steuersignale SPIN B und C bleiben auf NIEDER, und X und Y bleiben auf HOCH, wodurch die Transistoren Q2 und Q3 und die FETs Q4, Q5 in nicht leitenden Hochimpendanzzuständen bleiben.
• Wenn durch den Schaltbereich 40 ein Stromweg durch den Motor M ausgewählt ist, wird das SPIN CTL-Signal angelegt, um über den FET Q9 die Menge des durch die Spulen A und C geleiteten Stroms zu regulieren, welcher ebenso der Strom ist, der durch den Meßwiderstand Rs fließt, um das SPIN SNS-Signal zu erzeugen.
• Wenn man kurz die Fig. 3 betrachtet, stellt die abgebildete Kurve 50 im allgemeinen die Motordrehzahl von einem statischen Zustand bis zu einem Voll-Drehzahlbetrieb (3600 U/min) dar. Fig. 3 ist gezeigt, um die drei Steuerbereiche darzustellen, von welchen jeder eine der drei verschiedenen Steuertechniken verwendet. Der Bereich Al bringt den Motor M vom Start aus dem Stehen bis zu ungefähr 20 % des Betriebs mit voller Drehzahl (d. h. 720 U/min). Der Bereich A2 bringt die Motordrehzahl von 720 U/min bis zu der vollen Drehzahl von 3600 U/min. Der Bereich A3 ist der Beibehaltebereich, welcher die Drehzahl des Motors M auf 3600 U/min hält.
• Fig. 4 stellt die Antwort des SPIN SNS-Signal auf Durchläufe einer Hochfrequenzumschaltung, umfassend das Anlegen eines kurzen (200 Mikrosekunden (us)) Stromimpulses an jede der sechs Motorphasen dar, gefolgt von einem ununterbrochenen (für 4,8 Millisekunden (ms)) Zuführen eines Stroms zu einer aus der Untersuchung der Antworten C&sub0;, . . ., C&sub5; bestimmten Motorphase.
• Obwohl nachfolgend mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 6A-C ausführlich beschrieben, läuft die Steuerung im wesentlichen in der folgenden Art und Weise ab: An jede der sechs Motorphasen (P&sub0;-P&sub5;) wird ein kurzer Stromimpuls angelegt, was für jeden angelegten Impuls zu im SPIN SNS enthaltenen Stromimpulsen C&sub0;, . . ., C&sub5; führt (Fig. 4). Einer der erzeugten Stromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5; wird eine größere Amplitude haben als die anderen. Die Stromimpulse werden durch den Mikroprozessor 10 überwacht, welcher die Spitzenamplitude von jedem Stromimpuls bestimmt und diese miteinander vergleicht und bestimmt, welcher die größte Amplitude hat. Dies identifiziert die Phasenstellung des Rotors, so daß der Hochfrequenzumschaltung ein Zuführen eines der geeigneten Motorphase zugeführten Drehmoment-erzeugenden Stroms folgt. Fig. 4 stellt, aus der Antwort auf die Hochfrequenzumschaltung (d. h. Stromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5;&sub1; das Bestimmen dar, daß der Rotor sich in einer Phase-3-Stellung befindet; somit wird der nachfolgende Drehmoment-erzeugende Strom der fünften Phase zugeführt.
• Bei einer Motordrehzahl von ungefähr 720 U/min (20 % des gewünschten vollen Drehzahlwerts von 3600 U/min) wird die zweite Technik der Erfindung verwendet, um das Zuführen des Drehmoment-erzeugenden Stroms zu den verschiedenen Phasen zu synchronisieren. Während des Bereich-A2-Betriebs fährt der Mikroprozessor fort, das SPIN SNS-Signal zu überwachen, wobei er dieses zuerst mit einem vorher gemessenen Wert vergleicht, und später mit einem nachgeregelten Wert, um zu bestimmen, wann der Strom von einer Phase auf die nächste nachfolgende Phase des Motors M geschaltet werden muß. In Fig. 5 ist eine verallgemeinerte Darstellung eines Motorstroms (durch Rs) in Abhängigkeit der Zeit dargestellt, wobei ein statischer Motorstrom (S=0) und andere Motorstromkurven bei verschiedenen Drehzahlen (S = S1, S = S2 > S1, und S = S3 > S2) dargestellt sind. Wenn der Rotor sich bewegt, weist das in Rs in Antwort auf einen einer speziellen Motorphase zugeführten Drehmomenterzeugenden Strom entwickelte SPIN SNS-Signal drei Hauptbereiche auf: Einen ersten Anstiegsbereich 54, welchem ein relativ stabiler Bereich 56 folgt, worauf ein zweiter Anstiegsbereich 56 folgt. Wie man sehen wird, teilt der zweite Anstiegsbereich dem Mikroprozessor 10 mit, wann der durch den Drehmotorantrieb 24 zugeführte Strom auf die nächste nachfolgende Phase des Motors M geschaltet werden muß.
• Wie in den Fig. 6A-C zusammen mit den Fig. 1, 2 und 4 dargestellt, beginnt der Mikroprozessor den Motorbetrieb in der folgenden Art und Weise: Bei einem Schritt 100 (Fig. 6A) bildet der Mikroprozessor 10 ein geeignetes Steuerwort, und gibt das Steuerwort zum Speichern in die Registerdatei 14 ab. Das gespeicherte Steuerwort bildet Steuersignale, die auf den sieben (7) Signalleitungen 26 zu dem Drehmotorantrieb 24 abgegeben werden, wodurch der Schaltbereich 40 dazu veranlaßt wird, eine Phase des Motors M auszuwählen (momentan in seinem statischen, nicht rotierenden Zustand), während das SPIN CTL-Signal einen Strompegel auswählt. Eine Spannungskurve, welche im wesentlichen die in Fig. 5 (S=0) dargestellte Form aufweist, wird im Meßwiderstand Rs entwickelt und durch den Mikroprozessor 10 aufgenommen und in einem internen Register (nicht dargestellt) als ein Wert C&sub0; gespeichert.
• Dann wird in einem Schritt 102 ein interner Zähler (nicht dargestellt) des Mikroprozessors 10 mit einem Zählerwert (N) gleich 0 geladen. Der Zählerwert (N) legt, wie man erkennen wird, die Motorphase fest, zu welcher der Strom geleitet wird.
• Schritte 104, 106, 108 und 110 bilden die durch den Mikroprozessor 10 ausgeführte Routine für die Hochfrequenzumschaltung des Motors M, deren Ergebnis in Fig. 4 durch die Stromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5; dargestellt ist. Im Schritt 104 wird ein Strom für ungefähr 200 us zu der durch den Zählerwert N bestimmten Phase geleitet. Das SPIN SNS-Signal wird bezüglich eines Spitzenmotorwerts durch den Mikroprozessor 10 überwacht, und der Spitzenwert für diese spezielle Phase (Cn) wird gespeichert. Im Schritt 108 wird der Zählerwert N, d. h. der Wert der die Phase angibt, inkrementell aufgezählt, und im Schritt 110 wird bestimmt, ob allen sechs Motorphasen ein 200 us Stromimpuls zugeleitet worden ist oder nicht. Wenn nicht, werden die Schritte 104, 106, 108 und 110 wiederholt.
• Wenn bestimmt wird, daß an alle sechs Phasen des Motors ein 200 us Stromimpuls angelegt worden ist, geht die Verarbeitung zu einem Schritt 112, in welchem der Mikroprozessor 10 bestimmt, welche der Amplituden von SPIN SNS größer ist als die anderen. Mit dieser Information, die die Stellung des Rotors in einer der zwei phasenbezogenen stabilen Stellungen anzeigt, kann der Mikroprozessor 10 die am besten geeignete Phase des Motors für das Zuführen eines ununterbrochenen (für ungefähr 4,8 ms) Drehmoment-erzeugenden Stroms auswählen.
• In dem durch die Fig. 2 dargestellten Beispiel erzeugt die Hochfrequenzumschaltung der sechs Phasen des Motors M die Stromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5;, und der Mikroprozessor 10 wird aus dem Vergleich der Amplituden der Stromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5; herausfinden, daß der Stromimpuls C&sub3; größer ist als der Rest, was anzeigt, daß der Rotor (nicht dargestellt) des Motors M in einer der stabilen Stellungen der Phase 3 ist. Dementsprechend erfordert ein maximales Drehmoment des Motors, wie im Stand der Technik bekannt ist, ein Zuführen des Stroms zur Phase 5 des Motors (d. h. das die Motorphase anzeigende K ist 5).
• Der Durchlauf der Hochfrequenzumschaltungsstromimpulse C&sub0;, . . ., C&sub5;, auf welche ein ununterbrochener Strom (4,8 ins) zur Phase K folgt, (wie oben angezeigt, ist K durch den Stromimpuls mit der größten Amplitude bestimmt) dauert an. Am Anfang, wenn keine Rotation stattfindet, wird der Rotor sich nicht bewegen, und daher wird, wie in Fig. 4 angezeigt, am Anfang bei den ersten paar Durchläufen ein spezieller phasenbezogener Stromimpuls Ck größer sein (wie Fig. 4 darstellt: K = 5). Schließlich wird jedoch der Rotor (nicht dargestellt) des Motors M beginnen sich zu drehen, und andere Stromimpulse werden anfangen nacheinander Amplituden anzunehmen, die größer als ihre zugehörigen Partner sind, obwohl Gruppen der Durchläufe 52 mit niederer Geschwindigkeit diesen gleichen Stromimpuls mit einer größeren Amplitude als die anderen sehen werden. Nach kurzer Zeit jedoch wird der Rotor eine Umdrehungsgeschwindigkeit von phasenbezogener Stellung zu phasenbezogener Stellung erreichen, die beginnt, die Periode der Durchläufe 52 aneinander anzugleichen (d. h. ungefähr 6 ins). Während dieses Bereich-A1-Betriebs (Fig. 3) kann der Mikroprozessor 10 die Motordrehzahl aus den Periode-zu-Periode-Veränderungen der Stromimpulse verfolgen.
• Dementsprechend führt der Mikroprozessor bei einem Schritt 116 (während der 4,8 ins Zeitdauer, während der der vorher bestimmten Phase K ein Strom zugeführt wird) eine Überprüfung der Motordrehzahl durch. Wenn die Motordrehzahl unter einer vorbestimmten Drehzahl (hier 720 U/min) liegt, wird der Mikroprozessor auf das Beenden der 4,8 ins Zeitdauer warten und den Motorstrom zur Phase K beenden und zu dein Schritt 102 zurückgehen, um einen weiteren Durchlauf 52 der Hochgeschwindigkeitsumschaltung durchzuführen, gefolgt von einem Drehmoment-erzeugenden Strom (d. h. Schritte 102 bis 116).
• Wenn andererseits während des Schrittes 116 herausgefunden wird, daß die Motordrehzahl den ersten vorbestimmten Wert erreicht (oder überschritten) hat, wird der erste Betriebsbereich Al (Fig. 3) bei einem Schritt 118 durch Setzen des Zählerwerts N auf einen Wert, welcher die nächste Phase des Motors anzeigt, zu der ein Drehmoment-erzeugender Strom geleitet wird, beendet. Die Routine der Fig. 6A wird bei A verlassen, was ebenso ein Eintrittspunkt für eine zweite Routine der Fig. 6B ist, die die Motorsteuerung im Bereich A2 durchführt.
• Es wird angenommen, daß der in Fig. 6A angegebene, oben beschriebene Vorgang dazu verwendet werden kann, die Motordrehzahl bis zu einem gewünschten Betrieb mit voller Drehzahl (3600 U/min) hochlaufen zu lassen. Es ist jedoch effizienter eine andere Technik zu verwenden, wobei diese Technik die Routine ist, die durch das in Fig. 6B dargestellte Flußdiagramm wiedergegeben ist.
• In die Routine der Fig. 6B wird bei einem Schritt 120 eingetreten, wobei ein internes Register (nicht dargestellt) des Mikroprozessors 10 auf einen Wert (P) gesetzt wird, welcher die Rotationsperiode des Motors M wiedergibt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem in den Schritt 120 eingetreten wird (dem unmittelbar der Ausstieg aus dem Schritt 118, Fig. 6A vorausgeht), hat der Mikroprozessor Information bezüglich der Drehzahl des Motors M und der nächsten nachfolgenden Phase (Drehmoment-erzeugender Strom).
• Im einem Schritt 124 wird ein Drehmoment-erzeugender Strom zu der durch den Phasenwert N angezeigten Phase geleitet, welche beim anfänglichen Eintritt in den Arbeitsvorgang der Fig. 6B beim Ausstieg aus dem Schritt 118 des Arbeitsvorgangs von Fig. 6A erhalten worden ist.
• Kurz gesagt, der Arbeitsvorgang des Bereichs A2 beinhaltet das Vergleichen der Amplitude des Stroms durch den Motor in Antwort auf das Zuführen eines Drehmoment-erzeugenden Stroms mit einem vorbestimmten Wert. Der Motorstrom, wie in Fig. 5 durch die Kurven S=S1, S=S2 und S=S3 dargestellt, wird einen anfänglichen Anstieg 54 aufweisen, gefolgt durch ein Beibehalten des Pegels 56. Wenn der Rotor (nicht dargestellt) des Motors M auf das durch das Zuführen von Strom erzeugte Drehmoment anspricht, wird er sich in Richtung seiner entsprechenden stabilen Stellung drehen. Wenn die stabile Stellung erreicht ist, wird die rückwirkende-EMF verringert, und der Strompegel steigt an. Dies zeigt an, daß der Drehmoment-erzeugende Strom von der speziellen Phase (K), zu welcher der Strom momentan geleitet wird, zur nächsten nachfolgenden Phase (K+1) geschaltet werden muß. Die Zeiten zwischen dem anfänglichen Anstieg 54 des Stroms durch den Motor und dem zweiten Anstieg 58 ist in Begriffen der Mikroprozessor-Zeit relativ lang (beginnend bei ungefähr 6 ms bis zu ungefähr 1 bis 2 ms bei vollen U/min). Dementsprechend kann während des Bereichs 56 jeder Stromkurve (Fig. 5) der Mikroprozessor für andere Betriebe verwendet werden. Daher kann der Mikroprozessor 10 das Schalten von Fenstern verwenden; d. h. nach dem Schalten des Drehmoment-erzeugenden Stroms von einer Phase zu einer anderen, kann er aussteigen, um andere Betriebe durchzuführen, und zu einem speziellen Zeitpunkt zurückkehren, um das Suchen nach dem zweiten Anstieg 58 des Motorstroms zu beginnen. Wenn die Motordrehzahl zunimmt wird jedoch der Motorstrom abnehmen (aufgrund des Anstiegs der rückwirkenden-EMF) wie durch die Kurven S=S1, S=S2 und S=S3 angezeigt, worin S die Motordrehzahl ist und die Motordrehzahl S1 kleiner ist als die Motordrehzahl S2, welche wiederum kleiner ist als die Motordrehzahl 53. Der Arbeitsvorgang der Fig. 6B umfaßt eine Technik zum Bewegen des von dem Mikroprozessor 10 zum Suchen nach dem zweiten Anstieg des Stroms 58 verwendeten "Fensters" in Richtung des ersten Anstiegs 54.
• Somit wird in einem Schritt 122 (Fig. 6B) ein Schaltwert C' unter Verwendung der Formel:
• C' = C&sub0;-L/P
• berechnet, um den abnehmenden Wert des Knies des zweiten Anstiegs 58 bei zunehmender Motordrehzahl zu kompensieren, worin
• C&sub0; der in dem Schritt 100 (Fig. 6A) bestimmte statische Motorstromwert ist;
• L ein durch die Charakteristiken des Motoraufbaus und die Umgebung, in welcher der Motor verwendet wird, festgelegter, vorbestimmter Wert ist, und P der vorher in dem Schritt 120 auf 6 ms gesetzte Zeitdauerwert ist, welcher, wie man noch sehen wird, mit zunehmender Motorzahl verändert wird.
• Der Motorstrom (I) wird dann über das SPIN SNS-Signal, das am A/D 20 des Mikroprozessors 10 empfangen wird, überwacht, und mit dem im Schritt 122 berechneten Wert C' verglichen. Wenn der gemessene Motorstrom I den Wert C' nicht überschreitet, wird der Überwachungsvorgang fortgesetzt. Wenn jedoch der Test in einem Schritt 128 bestimmt, daß der Motorstrom I den Wert C' überschreitet, was anzeigt, daß das Knie des zweiten Anstiegs 58 erreicht ist, führt der Test des Schritts 128 zu einem Schritt 130, wo die Phasenzahl inkrementell aufgezählt wird (d. h. der interne Zähler des Mikroprozessors 10 wird als ein Modulo 6 Zähler betrieben) und der Drehmoment-erzeugende Strom wird (durch die Beeinflussung der Transistoren Q1 bis Q6 des Schaltbereichs 40 des Drehmotorantriebs 24 - Fig. 1 und 2) zu der nächsten nachfolgenden Phase geschaltet.
• In einem Schritt 134 wird der Wert der Zeitdauer P neu berechnet, um der erwarteten Zunahme der Motordrehzahl Rechnung zu tragen, in einem Schritt 136 wartet der Mikroprozessor (oder genauer gesagt, er hat die Möglichkeit andere Betriebe durchzuführen) eine durch den Zeitdauerwert P bestimmte Zeit ab, und bei einem Schritt 138 wird ein Test durchgeführt, welcher den Zeitdauerwert P verwendet, um zu bestimmen, ob der Betrieb mit voller Drehzahl (3600 U/min) erreicht ist. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu dem Schritt 122 zurück, um den Stromwert C' neu zu berechnen, um der erwarteten Motordrehzahlzunahme Rechnung zu tragen (welche wiederum das Knie des zweiten Stromanstiegs 58 (Fig. 5) nach unten verschiebt), und die Schritte 126 bis 138 werden wieder durchgeführt.
• Der Betrieb des in Fig. 6B dargestellten Arbeitsvorgangs dauert an, bis bei einem Schritt 138 bestimmt wird, daß die Motordrehzahl 3600 U/min erreicht hat. Wenn dem so ist, wird der Arbeitsvorgang der Fig. 6B in Richtung des in Fig. 6C dargestellten Arbeitsvorgangs verlassen, welcher der 3600 U/min-Beibehalte-Arbeitsvorgang ist.
• Der Arbeitsvorgang der Fig. 6C erhält die notwendige Rückkopplung von Information, die auf das von dem Motor M angetriebene Festplattenmedium geschrieben ist. Daher wird vor dem Einstieg in eine Beschreibung des Arbeitsvorgangs der Fig. 6C eine Diskussion dessen, was geschrieben ist und der Beziehung zum Motor hilfreich sein.
• Das Festplattensystem, in welchem der Motor M und die Erfindung verwendet werden können, kann eine Mehrfachplatte sein, welche mehrere magnetische Medien tragende Oberflächen aufweist. Eine derartige Oberfläche ist bei 60 dargestellt. Während des Herstellens des Festplattensystems, bei welchem die vorliegende Erfindung eingegliedert wäre, wird eine Anzahl konzentrischer Spuren von Information, von welchen eine in Fig. 7 als Spur 62 dargestellt ist, auf die Oberfläche 60 geschrieben. Die auf jede Spur geschriebene Information umfaßt eine Indexmarkierung I und 26 Sektormarkierungen SM&sub1;, . . . SM&sub2;&sub6;, was insgesamt 27 Markierungen sind. Die Indexmarkierung I ist an einem Ort geschrieben, welcher im wesentlichen einer Phasenstellung des zum Antreiben der die Oberfläche 60 tragenden Festplatte verwendeten Rotors entspricht. Somit liefern sowohl die Indexmarkierung I als auch die Sektormarkierungen SM&sub1;, . . ., SM&sub2;&sub6; Information über die Stellung des Rotors. Die Indexmarkierung I und die Sektormarkierungen SM&sub1;, . . ., SM&sub2;&sub6; umfassen jeweils ungefähr 60 Bytes von Information, und es sind für einen Verwender 512 Bytes zwischen jeder der Index- und Sektormarkierungen reserviert.
• Wie in Fig. 6C dargestellt, beginnt der dort dargestellte Arbeitsvorgang, in den von dem Arbeitsvorgang in Fig. 6B eingetreten wird, bei einem Schritt 140, in welchem die Spur 62 (welche irgendeine der Spuren auf der Oberfläche 60 sein könnte) bei dem Versuch, die Indexmarkierung I oder eine der Sektormarkierungen SM&sub1;, . . ., SM&sub2;&sub6; zu finden, kontinuierlich gelesen wird. Jede Sektor- oder Indexmarkierung wird mit dem Bit-Muster der Indexmarkierung I verglichen und enthält Daten, die sie mit einer zugehörigen Motorphase identifizieren (oder nicht identifizieren, je nach dem). Somit umfassen z. B. die Indexmarkierung I und die Sektormarkierung SM&sub1;&sub3; Daten, welche diese mit der Motorphase O identifizieren. In gleicher Weise sind die Sektormarkierungen SM&sub2; und SM&sub1;&sub5; mit der Phase l identifiziert usw. U
• Unter der fortgesetzten Steuerung des Mikroprozessors 10 dauert die Suche des Schritts 142 an, bis eine einer vorbestimmten Anzahl von Sektormarkierungen und Indexmarkierungen lokalisiert worden ist. Es wird darauf hingewiesen, daß, wie oben angezeigt, ein dreiphasiger Gleichstrommotor 12 Phasenstellungen (zwei für jede Leistungsphase) aufweist. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind jedoch für jede Spur 62 27 im wesentlichen gleichmäßig beabstandete Markierungen (Indexmarkierung I und Sektormarkierungen SM&sub1;, . . ., SM&sub2;&sub6;) aufgenommen. Nur bestimmte dieser Markierungen werden für die Motorsynchronisation verwendet. Aus der Indexmarkierung wird ein Muster von 2,2,2,3 bestimmt, welches verwendet wird, sequentiell die Motorphasen, zu welchen der Drehmoment-erzeugende Strom geleitet wird, zu schalten. Somit werden z. B., wie in Fig. 6 dargestellt, wenn die Indexmarkierung I verwendet wird, um das Leiten eines Drehmoment-erzeugenden Stroms zur Phase 0 zu identifizieren, Sektormarkierungen SM&sub2;, SM&sub4;, SM&sub6;, SM&sub9;, SM&sub1;&sub1; und SM&sub1;&sub3; jeweils dazu verwendet, die Phasen 1, 2, 3, 4, 5 und 0 zu schalten. In gleicher Weise schalten die Sektormarkierungen SM&sub1;&sub5;, SM&sub1;&sub8;, SM&sub2;&sub0;, SM&sub2;&sub2; und SM&sub2;&sub4; jeweils das Leiten eines Drehmoment-erzeugenden Stroms zu den Phasen 1, 2, 3, 4 und 5
• Der Suchvorgang umfaßt einen Schritt 144 welcher die Zeitdauer zum Lokalisieren der Index- oder einer der Sektormarkierungen testet. Wenn diese Zeit überschritten wird, wird der Motorbetrieb durch den Mikroprozessor 10 in einem Schritt 146 beendet, d. h. das Umschalten des Motors wird gestoppt und der Rotation des Mediums wird ein Verringern der Drehzahl ermöglicht.
• Wenn andererseits, was normalerweise der Fall ist, die Indexmarkierung oder eine der vorbestimmten Sektormarkierungen (I, SM&sub2;, SM&sub4;, . . ., SM&sub2;&sub4;) gefunden wird, wird die Zeit aufgezeichnet und durch den Mikroprozessor 10 in einem Schritt 148 gespeichert. Dann wird in einem Schritt 150 ein Drehmoment-erzeugender Strom durch den Mikroprozessor 10 zu der durch die in der Indexmarkierung oder den Sektormarkierungen umfaßten Daten identifizierten Motorphase geschaltet.
• In einem Schritt 152 werden die Zeit (T&sub1;) der letzten lokalisierten Index- oder Sektormarkierung und die Zeit (T&sub0;) der momentan lokalisierten Index- oder Sektormarkierung verwendet, um die Sektorzeitdauer T&sub0;-T&sub1; zu berechnen, welcher Wert die Sektorumlaufgeschwindigkeit (S) der Platte 60 angibt.
• Der Mikroprozessor 10 bestimmt in einem Schritt 154 dann, ob die Sektorumlaufgeschwindigkeit (S) der Platte 60 zu klein ist (d. h. ob S größer als 16.66 ms/27 ist). Wenn dem so ist, wird in einem Schritt 156 die Plattendrehzahl durch den Mikroprozessor 10 durch Abgabe eines SPIN CTL-Signals mit geeigneter Breite zum Bereich 42 (Fig. 2) erhöht. Wenn andererseits gefunden wird, daß S kleiner ist als die ideale Zeit seit der letzten Index- oder Sektormarkierung, wird die Motordrehzahl in einem Schritt 158 durch den Mikroprozessor 10 durch Abgabe eines SPIN CTL-Signals mit einer kleineren Impulsbreite verringert.

Claims (21)

1. Bürstenloser Gleichstrommotor (M) mit mehreren Statorwicklungen (A, B, C), einem Rotor und einer Einrichtung zum Steuern eines geordneten Zuführens von elektrischem Strom zu den Wicklungen (A, B, C), wobei die Einrichtung umfaßt - Schaltungsmittel (40), die mit den Statorwicklungen (A, B, C) gekoppelt sind, zum wahlweisen Erzeugen von Stromwegen durch diese in Antwort auf Steuersignale; - mit dem Gleichstrommotor (M) gekoppelte Meßmittel (Rs, 20) zum Erzeugen eines Meßsignals, welches für den durch den Wechselstrommotor (M) geleiteten Strom bezeichnend ist; und - Steuermittel (10), welche mit den Schaltungsmitteln (40) und den Meßmitteln (Rs, 20) gekoppelt sind, zum Liefern der Steuersignale in einer Weise, die verursacht, daß Strom durch die wahlweise durch das Schaltungsmittel (40) in Antwort auf die Steuersignale gebildeten Stromwege fließt, um eine Rotation des Rotors zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (10) Mittel zum Erzeugen von Steuersignalen umfaßt, um das wahlweise Anlegen von kurzen Stromimpulsen an die Statorwicklungen (A, B, C) zu verursachen, und zum Überwachen des Meßsignals, um zu bestimmen, welcher der Stromimpulse ein Meßsignal mit einer höchsten Amplitude relativ zu den der anderen Stromimpulse erzeugt, wobei das Steuermittel in Antwort auf diese Bestimmung zur Abgabe vorbestimmter Steuersignale an die Schaltungsmittel betätigbar ist.

2. Motor nach Anspruch 1, worin die vorbestimmten Steuersignale verursachen, daß ein Drehmoment-erzeugender Strom durch einen in Abhängigkeit davon, welcher der Stromimpulse das Meßsignal mit der höchsten Amplitude erzeugt, ausgewählten Stromweg fließt.

3. Motor nach Anspruch 2, worin jeder der Stromwege einer jeweiligen Motorphase entspricht, und der Drehmomenterzeugende Strom der zweiten Phase nach der Phase, in welcher der Stromimpuls das Signal mit der höchsten Amplitude erzeugt, zugeführt wird.

4. Motor nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin der Meßimpuls mit der höchsten Amplitude die Rotationsrichtung des Rotors bezüglich der Statorwicklungen angibt.

5. Motor nach Anspruch 4, worin das Steuermittel in Antwort auf das Überwachungsmittel eine Teilmenge möglicher Rotationsstellungen des Rotors bezüglich der Statorwicklungen feststellt, und worin das Steuermittel ferner Mikroprozessormittel umfaßt zum Identifizieren der einen Drehstellung des Rotors aus der Teilmenge möglicher Drehstellungen.

6. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Stromimpulse durch ein jeweiliges durch das Steuermittel ausgewähltes Phasenpaar der Wicklungen zugeführt werden, wobei das Überwachungsmittel das Meßsignal von jedem Phasenpaar der Wicklungen überwacht.

7. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Überwachungsmittel den Spitzenstrom des Meßsignals erfaßt.

8. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die mehreren Statorwicklungen erste und zweite Wicklungsenden aufweisen, wobei die ersten Wicklungsenden miteinander verbunden sind, und worin der Rotor eine Mehrzahl von Magneten umfaßt.

9. Motor nach Anspruch 8, worin die kurzen Stromimpulse an jedem der zweiten Enden der Wicklungen angelegt werden.

10. Motor nach Anspruch 9, worin das Meßmittel (Rs, 20) mit jedem der zweiten Enden der Wicklungen gekoppelt ist zum Messen der Ströme in den Wicklungen in Antwort auf das Anlegen der kurzen Stromimpulse.

11. Motor nach Anspruch 8, 9 oder 10, worin die kurzen Stromimpulse wahlweise derart an den Paaren der zweiten Enden der Wicklungen angelegt werden, daß der kurze Stromimpuls seriell durch zwei der Wicklungen über deren jeweilige erste Enden geleitet wird.

12. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Steuermittel (10) in Antwort auf das Überwachungsmittel wahlweise eine Schaltreihenfolge des Zuführens von Energie zu den Wicklungen bestimmt, um den Rotor in einer vorbestimmten Richtung zu drehen.

13. Motor nach Anspruch 12, worin das Steuermittel (10) sich zum Bestimmen der Drehrichtung des Rotors bezüglich der Statorwicklungen ausschließlich auf das Überwachungsmittel stützt.

14. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin, nachdem der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, das Steuermittel das Erzeugen der Steuersignale beendet, um zu verursachen, daß die kurzen Stromimpulse an die Statorwicklungen angelegt werden, und Steuersignale erzeugt, um zu verursachen, daß Drehmoment-erzeugende Ströme zu den Phasen geleitet werden, wobei das Steuermittel das Meßsignal überwacht, und dann, wenn die Meßsignale über einen vorbestimmten Wert zunehmen, Steuersignale abgibt, um den Drehmoment-erzeugenden Strom einer neuen Phase zuzuführen.

15. Motor nach Anspruch 14, worin die neue Phase die nächste nachfolgende Phase ist.

16. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Motor eine Festplatte antreibt, und worin dann, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, das Steuermittel das Abgeben von Steuersignalen auf der Grundlage der Meßsignale beendet und Signale auf der Grundlage von von der Platte gelesenen Daten abgibt.

17. Verfahren zum Starten und Steuern der Rotation eines Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors des Typs mit mehreren als Phasen bezeichneten Statorwicklungen, um Drehmoment-erzeugende Ströme durch diese zu leiten, gekennzeichnet durch die Schritte: - sequentielles Antreiben jeder Phase des Gleichstrommotors für eine kurze vorbestimmte Zeitdauer; - Erhalten eines Amplitudenspitzenwerts des durch den Motor geleiteten Stroms, wenn eine Phase während jeder entsprechenden kurzen, vorbestimmten Zeitdauer angetrieben wird; - Bestimmen eines Amplitudenspitzenwerts mit einer Größe die größer ist, als andere Amplitudenspitzenwerte; und - Zuführen eines Drehmoment-erzeugenden Stroms zu dem Gleichstrommotor in einer durch den bestimmten einen Amplitudenspitzenwert bestimmten Phase.

18. Verfahren nach Anspruch 17, worin der Drehmomenterzeugende Strom in der zweiten Phase nach der den Spitzenamplitudenstrom erzeugenden Phase zugeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, worin dann, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, das sequentielle Antreiben jeder Phase für eine kurze Zeitdauer beendet wird und jeder Phase ein Drehmoment-erzeugender Strom zugeführt wird, bis bestimmt wird, daß der durch den Motor geleitete Strom größer ist als ein Referenzwert, wobei in diesem Zeitpunkt der Drehmoment-erzeugende Strom zu einer anderen Phase geleitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, worin die andere Phase die nächste sequentielle Phase ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, worin der Motor eine Festplatte antreibt, und worin dann, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, die Motordrehzahl in Abhängigkeit von von der Platte gelesenen Daten gesteuert wird.