DE1238984C2 - Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Impulsfolgemotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anhalten eines elektrischen Schrittmotors in vorausbestimmbarer Haltstellurig, der einen Kollektor für die zyklische Speisung einer Erregerwicklung, eine Umschaltvorrichtung für den Betrieb in der einen oder anderen Dfehrichtung, eine selbsttätig in einer Drehrichtung wirkende Vorrichtung zum Erzeugen eines Gegendrehmomentes vor Erreichen der neuen Haltstellung sowie Mittel aufweist, um sicherzustellen, daß die neue Haltstellung eingenommen und beibehalten wird.

Aus der deutschen Patentschrift 1 102 262 ist ein solcher Schrittmotor bekannt, bei dem die Abbremsung nur in einer Drehrichtung erfolgt, und zwar durch Zuschalten eines Gegendrehmoments zum bereits vorhandenen und vor Beendigung jeden Schrittes. ' · .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der

eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Motor in beiden Drehrichtungen und schneller und

ίο dennoch genau in eine beliebige neue Endstellurig übergeführt werden kann.

Die Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) Die Vorrichtung zum Erzeugen des Gegendrehmoments ist in beiden Drehrichtungen wirksam,

b) das Gegendrehmoment wird jeweils durch Umschalten des Speisezyklus auf die entgegengesetzte Drehrichtung erzeugt,

c) ein Zähler wird von vom Kollektor gelieferten Impulsen beaufschlagt und veranlaßt nach Ablauf der Hälfte der in einem Register voreingestellten brehschrittzahl die Umschaltung,

d) ein Impulslängenmonitor hebt bei Überlange eines vom Kollektor gelieferten, Zähiimpulses die zur Bremsung erfolgte Umschaltung durch Einschaltung der Wiederbeschleunigung für die Dauer des nächstfolgenden Schrittes auf, ist aber beim Anlaufen des Rotors unwirksam und

e) ein Haltstellungszähler wird ebenfalls von vom Kollektor gelieferten Impulsen beaufschlagt üflcl veranlaßt nach Ablauf der in dem Register v0reingesteiten Drehschrittzähl die Umschaltung von dem im . bremsenden Sinne wirkenden Speisezyklus auf eine dauernd gleiche, den Rotor in der neuen Haltstellurig festhaltende Speisung der Erregerwicklungen.

Der Rotor kann nach der Erfindung schnell in (He neue Endstellung überführt werderi, da er in der ersten Hälfte seiner Bewegung -— der Anläufphase — stärk beschleunigt wird und die auf diese Weise erzielte hohe Drehzahl des Rotors rechtzeitig beginnend während der zweiten Hälfte der Bewegung wieder abgebremst wird. Das ist nach der Erfindung in beiden Drehrichtürigen durch einfache Umschältvorgänge möglich, weil die Bremsung einer Drehrichtung durch Erregen des Speisezyklus für die entgegengesetzte Drehrichtung hervorgerufen wird.

Wenn der Rotor völlig trägheitslos und ungebremst laufen würde und die Bremsung und Beschleunigung mit gleichem Drehmoment erfolgen würde, würde der Rotor in der EndsteUung von

selbst zur Rühe kommen. In der Regel muß man aber damit rechnen, daß der Rotor gebremst ist. In - einem solchen Fall erreicht der Rotor, wenn rriari genau in der Hälfte des Bewegungsablaufes umschaltet, seine Endsteilüng nicht. Er kommt vielmehr

nach Maßgabe der vorhandenen Bremskraft einige Drehschritte vorher zum Stillstand. Um dies zu verhindern, ist der Impulslängenmonitor vorgesehen. Je langsamer sich der Rotor dreht, tun so länger werden die Zählimpulse. Aus den konstruktiven Daten des Motors kann abgeleitet werden, bei welcher Impulslänge einer bestimmten Sorte Zählimpulsen der Rotor kurz vor dem Stillstand ist. Wird in der Auslaufphase ein entsprechend überlanger Irh-

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puls im.Monitor aufdeckt, dann wird der Umschalter umgeschaltet. Dieser Umschalter befindet sich jedoch in der Auslauf phase in einer Schältstellung, in der er den Stromweg für das jeweils bremsende oder verzögernde Feld freigibt. Wird er nun umgeschaltet, dann wird das verzögernde Feld abgeschaltet und das beschleunigende Feld wieder eingeschaltet, so daß der Rotor wieder beschleunigt wird. Der nächste Zählimpuls kann — unabhängig von seiner ,Impulslänge — einen heuen ymschaltimpüls für den Unischalter auslösen, so daß wieder das verzögernde Feld eingeschaltet wird usf. Es wechselt also von Koliektorimpuls' zu KoUektorimpüls das Erregerfeld von einem beschleunigenden zu einem verzögernden und umgekehrt, so daß der Rotor mit nahezu •gleichbleibender Drehzahl in die Endstellung übergeführt wird. . ,.,.,..;.„ \ . ,, . ■..■ .',.

In der Arijaufphase bewegt sich der Rotor zunächst auch sehr langsam, und es entstehen überlange Kollektorimpülse. ÖiesQ überlangen lColiektorimpülse sollen natürlich die ebeii erwähnte Umsphältung nicht auslösen. Aus diesem Grande wird der Impülslärigenmonitof beim Anläufen des Rotors unwirksam gemächt, und zwar zweckmäßig durch ein anläüf abhängig gesteuertesTor.

Der vorhandene Steuerkreis wird dazu ausgenutzt, ein Arretierungsfeld zur Arretieruiig des Rotors in der Endstellung zu erregen. Besondere Arretierungsmittel sind dann entbehriich, weil das Arretierungsfeld über die gleichen Feldwicklungen wie das Er-: regerf eld, erzeugt werden kann. Das Arretierungsfeld wird in dem Momerit eingeschaltet, ψ dem der Rotor seine Endstellürig erreicht, damit das Arretierungsfeld den Rotor in der Eridsjellurig endgültig anhält und auch festhält. Zur Einschaltung des Arretierungsfeldes dient der Haltstellüngszähier, der von vom Kollektor gelieferten Impulsen beaufschlagt wirdL und nach Ablauf der in dem Register yqreirigestellien Drehschrittzähl die Umschaltung von dem im bremsenden Sinne wirkenden Speisezyklus aiii eine dauernd gleiche, den Rotor in der heuert HaIisteiliing festhaltende Speisung der Erregerwicklungen veranläßt..'.. ;..../ ... _'..._v.., ,*...,,'..;■' ■?■■ '■■^^-■■■,,

Die Erfindung wiirÜI nun an Hand der Zeichnung naher erläutert, In der Zeichnung ?eigt

Fig. I scheihatisch einen Schrittmotor nach der

Fig. 2. ein prehmomehtdiagrämm zu dem in Fig. 1 dargesteliteii iVlbtor und . ... _.,..·.. - -,.,.

F i g. β einen §teuerkreis für die Erregung des iii Fig. 1 därgesteÜten Moibrs._{; v} ._;' .,._;, . . .

Per Motor ist in Fig; 1 allgemein mit 20 bezeichnet. Er weist vier in gieichmäßigem \Vinkelabstäri(J angeordnete stationäre Polsdiülie 22, 24, 2Ö und 2pt auf. pie Windungen ί, bis IV der Polschuhe, 22, 24, 26, 28 sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, bifilar. pie Anschlüsse 30, die jri Fig. 1 der Übersicht halber offengelassen. sind, liegen gemeinsam an einem gemeinsäriien nicht dargestellten Anschluß einer nicht dargestellten . SpannungsqueÜe.. Die Rüderen Anschlüsse der Wicklungen I bis iV sind an eine Beschleünigungs-yerzogeruhgs-Schäituiig 32 des in F ι g. 3; dargestellten Schaltkreises angeschlossen. In den Windungen I bis TV fließt Ström in der iii Fi g. i durch Pfeile angedeuteten Richtung, wenn die tietreffeiide Windung ,beaufschlagt ist. Pies gilt für alle Betriehszusta'nde, also für Beschleunigung des Rptors im Ührzeigersihh, gegeii den Uhrzeigersinn und bei Stillsetzung des Motors. Die Windungen herden also immer so erregt, daß der Strom nur in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung fließt.

Außerdem werden die Windungen I bis IV immer paarweise erregt. Es fließt also bei Erregung immer Strom in zwei der genannten Windungen. Der Nordpol des Stators kann vier verschiedene, durch die Buchstaben A bis D bezeichnete Lagen einnehmen, je nachdem, welches Winduhgspaar erregt ist. V/enn

ίο z. B. die Windungen I und IV erregt sind, dann fließt dort Strom in ^Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile, und der Magnetfluß fließt vom Polschuh 28 zum Polschuh 24 und vom Polschuh 26 zum Polschuh 22. Der Nordpol in der magnetischen Erregung liegt

dann zwischen dem Polschuh 22 Und 24 im Bereich des Buchstaben A. iii entsprechender Weise liegt der Nordpol im Bereiche zwischen den Poischuheri 24 und 26, wenn die Windungen I und III erregt sind. \^enn die Windungen II und ΠΙ erregt sjnd, Hegt der

Nordpol im Bereich des Buchstaben C, und wenn die Windungen Π und IV erregt sind, liegt er im Bereich des Buchstaben D, wie dies aus der unten links in F i g. 1 angegebenen Tabelle ersichtlich ist, in der mit einem Pluszeichen Stromfluß in der betreffenden

Windung gekennzeichnet ist. Eine Null bedeutet iii

der Tabelle, daß die betreffende Windung nicht er-

Ih F i g. 1 ist mit 34 ein Rotor bezeichnet, der fünf

äquiangulär am Umfang angeordnete, als Südpole

wirkende Polschühe 1 bis S aufweist. Bei Betrieb ist immer nur das eine Ende des Rotors Südpol, während das gegenüberliegende Ende Nordpol ist. Pieser Nordpol liegt ,Um 36 Grad gegenüber ^en Polschuhen versetzt jeweils zwischen zwei Poischuheri. In der ge-

zeichneten Stellung bei Erregung eines Nordpols an der Stelle A durch die Stätorwihdüngeh liegt ein Nordpol im Rotor dein Polschuh 1 geiiaü gegenüber und gegenüber dem Stätorsüdpol an der Stelle C. per Rotor ist drehbar gelagert, und kann sich, im

Uhrzeigersinn und,gegen den Uhrzeigersinn drehen. Es wird nun zunächst beschrieben, wie der Rotor 34 in seiher Ruhelage gehalten werden känii. Dabei wird dävöh. ausgegangen, daß der.Rotor in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung stillsteht. In dieser Stellung ist

der Polschuh 1 des Rotors der einzige polschuh, det direkt einer, der ,yier durch die Buchstaben vl bis D bezeichneteh Stellen, an Serien ein Nordpol iin Stator erfegt werden kann, gegenulieriiegt. Weriri mäii jiüii davon ausgeht, daJ3 der, Rotorpölschuh ί ein Sudpol

ist, dann kann der Rotor durch einen Nordpol, an der Stelle _:A iii der gezeichrieten Stellung gehalten werdet. Aus der in Fig. 1 unten links¹ .angegebenen TaheÜe örgibt sich, daß ein Nordpol bei /!erregt

:^ wiid, wenn die Wiridürigeh t und IV,erregt sind.

Wepn dann der Rotor aus der gezeichneten Lage lieraüsgedfeht wird, dann entsteht ein prehmÖriient, das den Rotor .wieder in die gezeichnete stabile Läge

■ züruckzüdfeheri bestrebt ist.. ,,..,..,.-,., _i;

In Fig- 2.sind acht sinusförmige \yeÜerizüge eih-

gezbibhhet. Die mit I bis IV bezeichneten Wellen fentsprechen deni auf den Rotor ausgeübten Drbhmoriient als Türiktiöri der Rotorstejlung, wobei das ijrehnibmeht durch Erregung der WiridungeriX Ii, ΠΙ bzw. iV hervorgerufen wird. ,Positives Dreh-

moment ist auf der Ordinate nach oben aufgetragen, negatives Örehriipmerit dagegen nach uhteii. Drehung im Uhrzeigersinn, also positive Drehung, ist auf der Abszisse nach rechts aufgetragen und Drehung gegen

den Uhrzeigersinn, also negative Drehung, nach links. Positives Drehmoment, das also das Bestreben hat, den Rotor im Uhrzeigersinn zu drehen, ist oberhalb der Abszisse aufgetragen, und negatives Drehmoment, das das Bestreben hat, den Anker gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, ist unterhalb der Abszisse aufgetragen. Die Abszisse selbst entspricht demzufolge dem Drehmoment Null. Die anderen vier Kurven (I+IV), (I+III), (II+III) und (II+IV) entsprechen dem Drehmoment, das durch paarweise Erregung von Windungen I bis IV hervorgerufen wird. Die Drehmomentkurven in F i g. 2 sind mit dem gleichen römischen Ziffernpaar bezeichnet wie die Windungen, die für dieses Drehmoment erregt werden müssen. Wenn demzufolge die Windungen I und IV erregt sind, dann gehört dazu die Drehmomentkurve (I+IV).

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß der Rotor 34 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung bei Erregung eines Nordpoles an der Stelle A stabilisiert ist.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß z. B. für die Kurven I und IV das Drehmoment aus der Windung IV das Drehmoment aus der Windung I an zwei bestimmten Punkten, nämlich I, IV und II, III, gerade kompensiert. Das resultierende Drehmoment ist mithin an zwei verschiedenen Punkten innerhalb von 360 elektrischen Grad Null, so daß an diesen beiden Punkten eine erste Bedingung für einen stationären Rotor erfüllt ist. Die Kurve (I + IV) ist in den Punkten I, IV und II, III Null, aber nur im Punkt I, IV stabil. Wenn man unter Bezugnahme auf Kurve (I+ IV) vom Punkt I, IV entsprechend ,positiver Drehung im Uhrzeigersinn, also nach rechts, fortschreitet, dann ergibt sich ein negatives Drehmoment, das das Bestreben hat, den Rotor gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, also in F i g. 2 nach links, und das mithin den Rotor in der Position I, IV hält. Umgekehrt entsteht bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn, also bezogen auf F i g. 2 nach links, , ein positives Drehmoment, das das Bestreben hat, den Rotor im Uhrzeigersinn in die Position I, IV zurückzudrehen. Der andere Punkt II, III ist unstabil; denn dort liegen entsprechende Bedingungen nicht vor. Am Punkt II, III entsteht, wenn der Rotor im Uhrzeigersinn gedreht wird, ein Drehmoment, das . das Bestreben hat, den Rotor in der gleichen Richtung weiterzudrehen. Entsprechendes gilt für die umgekehrte Drehrichtung. Demzufolge ist der Rotor immer an einer eindeutig bestimmten Stelle stabilisiert, wenn ein Windungspaar erregbar ist, also wenn die Windungen I und IV erregt sind in der in F i g. 1 gezeichneten Stellung. Die zu den anderen Windungspaaren gehörigen stabilen Punkte sind in F i g. 2 mit den gleichen römischen Ziffern wie die Windungen des zugehörigen Windungspaares bezeichnet.

Der Rotor kann demzufolge in zwanzig verschiedenen Stellungen stabilisiert werden.

Es wird nun erläutert, wie der Rotor im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Um in dieser Hinsicht die Beschreibung zu vereinfachen, wird zunächst einmal davon ausgegangen, daß verschiedene Windungspaare erregt und nur dann entregt werden, wenn ein Rotorpolschuh einem im Stator induzierten Pol direkt gegenüberliegt. Auf diese Weise wird zwar nicht das maximal verfügbare Drehmoment ausgenutzt, aber die Erörterung der Funktion des Motors 20 erleichtert. Aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Rotors kann der Rotor im Uhrzeigersinn nur herausgedreht werden, wenn der Nordpol von A auf B verschoben wird. Liegt der Nordpol auf B, dann dreht sich der Rotor im Uhrzeigersinn, bis der Polschuh 2 der Stelle B genau gegenüberliegt. Wenn aus der in F i g. 1 dargestellten Stellung der Nordpol im Statorfeld von A auf D gewandert wäre, dann hätte sich der Rotor gegen den Uhrzeiger gedreht, bis der Polschuh 5 der Stelle D genau gegenüberliegt. Wenn der Nordpol gemäß

ίο F i g. 1 von A auf C verschoben wird, dann hat dies theoretisch keine Folgen, weil die Polschuhe 3 und 4 zur Stelle C symmetrisch liegen. Dieser Zustand ist jedoch unstabil, und eine kleine Unruhe führt zu einer entsprechenden Drehbewegung des Ankers in der einen oder in der anderen Richtung. Wenn also der Nordpol nach B verschoben wird, bewegt sich der Polschuh 2 zur Stelle B hin. Da es sich um vier Statorpolschuhe handelt und am Rotor fünf Polschuhe vorgesehen sind, vollführt der Rotor bei einem solchen Schritt eine Drehbewegung um 18 Grad. Wird nun aus dieser Stellung, in der der Polschuh 2 der Stelle B gegenüberliegt, der Nordpol auf C verschoben, indem die Windungen II und III erregt werden, dann dreht sich der Rotor um weitere

as 18 Grad im Uhrzeigersinn, bis der Rotorpolschuh 3 der Stelle C gegenüberliegt. Wird nun entsprechend durch Erregung der Windungen II und IV der Nordpol auf die Stelle D verlegt, dann dreht sich der Rotor wieder um 18 Grad im Uhrzeigersinn, bis der Rotorpol 4 der Stelle D gegenüberliegt. Wird nun der Nordpol an der Stelle A erregt, dann gelangt durch einen weiteren solchen Drehschritt der Polschuh 5 an die Stellet. Wenn man also die WindungenI bis IV so paarweise aufeinanderfolgend erregt, daß der Nordpol einmal die Buchstabenfolge A, B, C, D durchläuft, dann dreht sich der Rotor um einen Polabstand im Uhrzeigersinn.

Gemäß Fig. 2 ist in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung der Rotor in der Position I, IV entsprechend der Kurve (I+IV) stabilisiert. Wenn sich nun der Rotor im Uhrzeigersinn drehen soll, wird dazu ein positives Drehmoment benötigt. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß am Punkt I, IV ein positives Drehmoment durch Erregung der Windungen I und III erzeugt werden kann; denn die Kurve (I+III) hat dort ein hohes positives Drehmoment. Dies entspricht nach Fig. 1 einem Nordpol an der StelleB durch Erregung der Windungen I und III. Es sei darauf hingewiesen, daß im Punkt I, IV eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn durch ein anderes Windungspaar nicht hervorgerufen werden kann. Die Kurve (II+III) ist am Punkt I, IV Null. Dementsprechend liegt dort ein unstabiler Punkt für den Rotor, wenn dieser in der einen oder in der anderen Richtung ausgelenkt wird, dreht er sich in dieser Richtung weiter. Die Kurve (II+IV) ist an diesem Punkt negativ, und demzufolge wird durch eine entsprechende Erregung an diesem Punkt eine Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung, also gegen den Uhrzeigersinn, hervorgerufen.

Wenn also die Windungen I und III; in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung des Rotors erregt werden, dann wird der Rotor im Uhrzeigersinn beschleunigt, weil das Drehmoment nach der Kurve (I+III)

am Punkt I, IV positiv ist. Die Beschleunigung hält an, bis der Punkt I, III erreicht ist. In diesem Punkt nimmt der Rotor eine stabile Stellung an, und das Drehmoment ist Null. Dem Punkt I, III entspricht

eine Stellung des Rotors, bei dem der Polschuh 2 der Stelle B gegenüberliegt. Wenn im Punkt I, III die Windungen II und ΙΠ erregt werden, wird der Nordpol an die Stelle C verschoben, und der Rotor dreht sich entsprechend dem Drehmoment der Kurve (II+III) in die stabile Position II, III. Diese Position entspricht in F i g. 1 der Stellung, in der sich der Polschuh 3 der Stelle C gegenüber befindet. Werden nun die Windungen II und IV erregt, dann wandert der Nordpol nach D, und der Rotor dreht sich im Uhrzeigersinn bis zum Punkt II, IV und erreicht eine stabile Lage, in der der Polschuh 4 der Stelle D gegenüberliegt. Werden nun die Windungen I und IV erregt, dann wandert der Nordpol nach A, und der Rotor dreht sich im Uhrzeigersinn bis zum Punkt I, IV und erreicht dort eine stabile Position, in der der Polschuh 5 der Stelle A gegenüberliegt. Es ist demzufolge möglich, den Rotor aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung um einen Polschuh im Uhrzeigersinn weiterzudrehen, indem nacheinander, wie erwähnt, die Windungen paarweise erregt werden. In entsprechender Weise kann die Drehbewegung des Rotors fortgesetzt werden.

Während sich der Rotor, wie beschrieben, im Uhrzeigersinn drehte, passierte er nacheinander die Punkte 40, 42, 44, 46, in denen sich die Kurven (I + III) und (II + HI) bzw. (II + III) und (II + IV) bzw. (II+ IV) und (I + IV) bzw. (I + IV) und (I+III) schneiden. Der Rotor dreht sich immer über die Punkte 40, 42, 44 und 46 hinweg. Aus diesem Grunde ist es im Interesse eines möglichst hohen Drehmomentes zweckmäßig, die Erregung der Windungen bereits an den erwähnten Punkten umzuschalten. Bei der eben angegebenen Beschreibung der Betriebsweise des Motors aus F i g. 1 wurde davon ausgegangen, daß in den Punkten 40, 42, 44, 46 keine Schaltung vorgenommen wird. Die Schaltung sollte statt dessen nur vorgenommen werden, während sich ein Polschuh genau einer der Stellen A bis X> gegenüber befindet. Diese Vereinfachung war aber nur zur Erleichterung der Beschreibung gemacht worden. Im folgenden wird nun bei der Beschreibung davon ausgegangen, daß die Schaltung entsprechend den Punkten 40, 42, 44 und 46 vorgenommen wird. Dementsprechend ist auch der nachfolgend an Hand von F i g. 3 zu beschreibende Steuerkreis ausgestaltet.

Bei der oben angegebenen Beschreibung durchlief der Nordpol die Stellen .4, B, C, D, A, und dabei drehte sich der Rotor um einen Polschuhabstand, so daß der Polschuh 5 anschließend die Lage des Polschuhs 1 aus Fig. 1 einnimmt. Der Nordpol des Statorfeldes hat dabei einen Umlauf um 360 Grad vollzogen, während der Rotor sich mechanisch um 72 Grad gedreht hat. Läuft der Nordpol ein zweites Mal um, dann dreht sich der Rotor wieder um 72 Grad weiter usf.

Wenn sich der Rotor im umgekehrten Sinn, also gegen den Uhrzeigersinn, drehen soll, dann werden die Windungspaare in entsprechend umgekehrter Reihenfolge erregt, und der Nordpol wandert gemäß der Buchstabenfolge A, D, C, B, A usf.

Man kann, wie bereits bemerkt, den Rotor im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehen, indem man die entsprechenden Windungen erregt. Es wurde bereits dargelegt, daß im Interesse eines optimalen Drehmomentes die entsprechende Umschaltung an den Punkten 40, 42, 44 und 46 aus F i g. 2 erfolgt. Bei der vereinfachten Beschreibung der Funktion des Motors wurde davon ausgegangen, daß die Umschaltung in den stabilen Punkten I, IV; I, III; II, III und II, IV erfolgt. In diesem Fall ist das Drehmoment nicht optimal, aber es wird immerhin eine Rotation hervorgerufen. Jedenfalls erfolgt die Schaltung an Punkten, die — bezogen auf die Drehorientierung des Rotors — den gleichen Abstand zueinander haben. Unabhängig davon, welche Art von Umschaltpunkten ausgewählt wird, liegen diese

ίο Umschaltpunkte immer — bezogen auf die Rotordrehung — um 18 Grad gegeneinander versetzt, entsprechend einer elektrischen Phasenverschiebung um 90 Grad. Wenn man also den Rotor drehen will, z. B. um vierzehn Schritte zu je 18 Grad, dann muß die Erregung der Wicklungen vierzehnmal umgeschaltet werden. Mit zunehmender Beschleunigung wird die Zeit zwischen zwei Umschaltpunkten zunehmend kürzer. Wenn der Motor aus dem Stillstand um beispielsweise vierzehn Schaltschritte gedreht werden soll, dann ist die Zeitdauer für den ersten Schaltschritt wesentlich langer als die für den fünften, weil der Rotor am Beginn des fünften Schrittes sich bereits mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht. Wenn man also den Motor sehr schnell weiter schalten will, dann müssen die Windungen für entsprechend unterschiedliche Zeitperioden erregt werden. Entsprechende Probleme treten auch beim Abbremsen des Rotors auf. Der Rotor muß rechtzeitig, bevor er zum Stillstand kommen soll, abgebremst werden. Idealerweise würde man den-Rotor während der ersten Hälfte einer Bewegungsphase beschleunigen, in der Mitte dieser Bewegungsphase von Beschleunigung auf Verzögerung übergehen und während der zweiten Hälfte der Bewegungsphase darin verzögern. Dann ergeben sich für die Beschleunigung und für die Verzögerung gleiche Zeiträume. Solche idealen Verhältnisse liegen jedoch in der Regel nicht vor. Es müssen daher Mittel vorgesehen sein, die es gestatten, den Rotor rechtzeitig vor Erreichen der Endlage zu bremsen. Schließlich muß, sobald der Rotor seine Endlage erreicht hat, das weitertreibende Drehmoment abgeschaltet werden, und die Windungen werden dann so erregt, daß der Rotor stabil in seiner Endlage gehalten wird.

Es ist ferner ein Impulsgenerator zur Erregung der Windungen vorgesehen, wobei die Erregung jeweils so erfolgt, daß unter den eben angeführten Gesichtspunkten jeweils das ideale Drehmoment ausgeübt wird. Eine bevorzugte Ausgestaltung eines solchen Impulsgenerators weist eine Kollektorscheibe 50 auf, wie sie in dem oberen Teil von F i g. 1 dargestellt ist. Diese Kollektorscheibe ist koaxial auf die Rotorwelle montiert und dreht sich mit dem Rotor. Dies ist in F i g. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Auf der Kollektorscheibe sind zwei Gruppen von Schaltelementen mit unterschiedlichen Radien angeordnet. Die äußere Gruppe von Schaltelementen dient dazu, Schaltsignale für einen weiter unten zu beschreibenden Steuerkreis auszulösen, um den Rotor in einer bestimmten Stellung anzuhalten. Diese Gruppe umfaßt insgesamt zwanzig Elemente, und zwar je eines für jede stabile Position des Rotors. Die zwanzig Elemente der äußeren Gruppe sind äquiangulär am Umfang der Kollektorscheibe 50 verteilt. Die Schaltelemente beider Gruppen sind Fenster für Lichtschranken Fl bis P4. Mit gleichem radialem Abstand wie die äußere Gruppe von Fenstern sind zwei Lichtschranken P1 und P 2 angeordnet, die in

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F i g. 1 der Übersicht halber mit größerem radialem Abstand und außerhalb der Kollektorscheibe 50 eingezeichnet sind. Der Lichtstrahl der Lichtschranken wird, Wenn sich der Rotor 34 und damit die Kollektorscheibe 50 dreht, periodisch unterbrochen, und zwar jeweils im Bereich der Zwischenräume zwischen den Schaltelementen der äußeren Gruppe. Im Bereich der Fenster der äußeren Gruppe durchsetzt also der Lichtstrahl der Lichtschranken die Kollektorscheibe 50.

Wie in Fig. 1 bei Pl und P2 angedeutet, sind diese beiden Lichtschranken in einem Winkelabstand zueinander angeordnet, der halb so groß ist wie der Abstand zweier benachbarter Fenster der äußeren Gruppe. Wenn sich also die Kollektorscheibe 50 dreht, dann wird in beiden Lichtschranken Pl und P 2 jeweils eine Impulsfolge erzeugt, wobei die Impulse der einen Folge gegenüber denen der anderen um 180 Grad phasenverschoben sind. Wenn man, bezogen auf die Impulsfolgen, diese beiden Impulsfolgen unverzögert zusammenführt, dann entsteht eine Impulsfolge mit doppelter Impulsfolgefrequenz.

In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung der KoI-lektorscheibc 50 liegt das Fenster A-I im Wirkbereich der Lichtschranke Pl. Die gezeichnete Stellung ist stabil. Daraus ergibt sich, daß in der Lichtschranke Pl in allen stabilen Zuständen ein Impuls erzeugt wird. Konsequenterweise wird — infolge der Anordnung der Lichtschranke P2 — in dieser Lichtschranke jeweils ein Impuls erzeugt, wenn sich der Rotor genau zwischen zwei stabilen Stellungen befindet. Die Fenster sind in F i g. 1 oben mit Buchstaben und Ziffern bezeichnet. Diese Buchstaben und Ziffern kennzeichnen die zwanzig verschiedenen möglichen stabilen Zustände des Rotors, und zwar jeweils die einander gegenüberliegenden Pole. In der gezeichneten Stellung liegt der Polschuh 1 des Rotors dem Pol A gegenüber, demzufolge ist das entsprechende Fenster mit AA bezeichnet. Um einen Schritt nach rechts gedreht liegt der Polschuh 2 dem Pol B gegenüber. Dementsprechend ist das dann im Bereich der Lichtschranke Pl befindliche Fenster mit B-2 bezeichnet.

In der Kollektorscheibe 50 ist außerdem eine innere Gruppe von Fenstern mit insgesamt fünf Fenstern 60, 62, 64, 66, 68 vorgesehen. Diese Fenster dienen dazu, Steuerimpulse für ein beschleunigendes, ein bremsendes oder ein arretierendes Drehmoment auszulösen. Die Fenster 60, 62, 64, 66 und 68 sind äquiangulär auf der Kollektorscheibe 50 verteilt. Jedes Fenster umfaßt einen Winkelbereich von 36 Grad. Die Zwischenräume zwischen zwei Fenstern sind genauso groß, nämlich ebenfalls 36 Grad. Für diese inneren Fenster sind zwei Lichtschranken P3 und P 4 vorgesehen, die in der Zeichnung der Übersicht halber etwas versetzt gezeichnet sind. Die beiden Lichtschranken P3 und P4 sind im Winkelabstand von 18 Grad nebeneinander angeordnet. In der gezeichneten Stellung des Rotors bzw. der Kollektorscheibe 50 liegen die Lichtschranken P 3 und P4 auf den zu den Fenstern A-I und D-5 gehörigen Radien, also symmetrisch in der Mitte des Fensters 60. Wenn sich die Kollektorscheibe dreht, werden die beiden Lichtschranken jeweils die Hälfte der Zeit unterbrochen und die andere Hälfte der Zeit nicht unterbrochen. Die beiden Lichtschranken P3 und P4 werden dabei um 18 Winkelgrad phasenverschoben gegeneinander von der inneren Fenstergruppe erregt, entsprechend dem Winkelabstand von 18 Grad, in dem sie angeordnet sind. Dieser Winkelabstand von 18 Grad entspricht einer elektrischen Phasenverschiebung von 90 Grad.
Wie bereits bemerkt, umfaßt ein Bewegungsschritt des Rotors, also z. B. von der stabilen Position A-I in die stabile Position B-2, einen Winkelschritt von 18 Grad, bezogen auf die mechanische Drehbewegung des Rotors, und eine elektrische Phasenverschiebung um 90 Grad. 360 elektrische Grade entsprechen also72mechanischen Graden, wie dies in'Fig. 2 durch einen Doppelpfeil angezeigt ist. Auf Grund der angegebenen Winkelbeziehungen ändert sich alle 18 mechanische Winkelgrad der Schaltzustand einer der Lichtschranken P 3 oder P 4. Die daraufhin in den Lichtschranken P 3 und P 4 ausgelösten Impulsfolgen sind bezüglich Impulsfolgefrequenzen und Impulsdauer von der Drehgeschwindigkeit, mit der der Rotor 34 bzw. die Kollektorscheibe 50 umläuft, abhängig.

Die Impulsfolgen aus den Lichtschranken P1 bis P 4 werden in einen Steuerkreis eingespeist, über den die einzelnen Windungen des Stators geschaltet werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Steuerkreises wird nun an Hand der Fig. 3 erläutert. Der Steuerkreis nach Fig. 3 besteht im wesentlichen aus fünf Abteilungen, die in Fig. 3 in gestrichelten Linien eingefaßt sind, und zwar eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Schaltung 32, eine Rotor-Arretierungsschaltung 70, ein Mittelpunktsdetektor 72, ein Endpunktdetektor 74 und eine unterschlächtige Schaltung 76. Was unter »unterschlächtig« hier verstanden werden soll, ist weiter unten dargelegt.

"Wie aus, F i g. 3 ersichtlich, wird die Schaltung 32 über die Lichtschranken P3 und P4 nach Maßgabe der Fenster 60, 62, 64, 66, 68 mit Impulsen beaufschlagt. Die entsprechenden Impulse gelangen nach Verstärkung in nicht dargestellten Verstärkern auf die Leitungen 78 bzw. 80, und zwar liegt immer dann ein Impuls vor, wenn eines der Fenster 60, 62, 64, 66 und 68 das Licht einer der Lichtschranken P3 bzw. P 4 durchfallen läßt. Die Impulsfolgen auf den Leitungen 78 und 80 gelangen in Und-Torpaare 82, 84, also paarweise zusammengefaßte Und-Tore. Diese und andere Und-Tore aus F i g. 3 sind neben der Bezugsziffer mit einem kaufmännischen Undzeichen bezeichnet. In das Und-Torpaar 82 und 84 werden außerdem komplementäre Signale auf den Leitungen 86 und 88 eingespeist. Der Rotor dreht sich im Uhrzeigersinn, je nachdem, welches der Und-Torpaarc 82 bzw. 84 beaufschlagt ist. Der Ausgang der Und-Torpaare 82 und 84 gelangt über Leitungen 90 und 92 bzw. über Leitungen 94 und 96 unter Zwischenschaltung je eines Inverters 102 bzw. 104 in Und-Tore 98 bzw. 100. Mit 106 ist ein Flip-Flop-Generator bezeichnet, dessen einer komplementärer Ausgang über die Leitung 108 in die beiden Und-Tore 98 und 100 eingespeist wird. Diese beiden Und-Tore 98 und 100 werden durch einen Startimpuls aus dem Startimpulsgeber 107 über die Leitung 110, den Flip-Flop-Generator 106 und die Leitung 108 geöffnet. Wenn die Und-Tore 98 und 100 geöffnet sind, wenn also der Rotor gedreht werden soll, gelangen die Impulse aus den Lichtschranken P 3 und P 4 über das Und-Torpaar 82 oder 84 in die Windungen I bis IV. Wenn Drehbewegung im Uhrzeigersinn beabsichtigt ist, dann fließen die Impulse aus den Lichtschranken P 3

und P 4 über die Leitungen 78 und 80, das Und-Torpaar 82 und die Leitungen 90 und 92 an die Und-Tore98 und 100. Das Urid-Torpaar 82 war dabei durch Eingangssignale auf der Leitung 86 aus dem Flip-Flop-Generator 116 beaufschlagt. Die beiden Und-Tore 98 und l©0 sind dabei — auf Grund eines Startimpulses — durch den Flip-Flop-Generator 106 geöffnet. Das Ausgangssignal des Und-Tores 98 gelangt direkt auf die Windung I und über den Inverter 112 auf die Windung II. Der Ausgang des Und-Tores 100 gelangt in entsprechender Weise einmal direkt auf die Windung III und über den Inverter 114 auf die Windung IV. Wenn sich also der Anker im Uhrzeigersinn drehen soll, dann gelangt ein Signal von der Lichtschranke P 3 über die Leitung 78 direkt in die Windung I und invers' in die Windung II, und das Signal aus der Lichtschranke/⁵4 auf der Leitung 80 gelangt direkt in die Windung III und invers in die Windung IV. Wenn dagegen die Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn erfolgen soll, erfolgt die Übertragung der Signale auf den Leitungen 78 und 80 umgekehrt dazu, und zwar weil die Signale über das Und-Torpaar 84 unter Zwischenschaltung der Inverter 102 und 104 weitergeleitet werden. Das Torpaar 82 ist während der Bewegung gegen den Uhrzeigersinn abgeschaltet, so daß auf den Leitungen 9© und 92 dann keine Signale vorliegen. Nach dem hier gewählten Sprachgebrauch soll also, wenn ein positives Signal invertiert wird und das so invertierte Signal in eine Windung geleitet wird, in der Windung kein Strom fließen. Wenn dagegen umgekehrt von einer Lichtschranke ein Null-Signal oder kein Signal erzeugt wird und dieses Null-Signal invertiert wird, dann ist das Ergebnis ein positives Signal, oder mit anderen Worten: Wenn ein positives Signal an einen Inverter gelangt, ,dann liegt am Ausgang des Inverters kein Signal vor. Wenn dagegen ein Null-Signal an den Eingang eines Inverters gelangt, dann liegt am Ausgang des Inverters ein positives Signal vor. Die Impulse aus den Lichtschranken P 3 und PA können also auf zwei verschiedenen Wegen in die Windungen I bis IV gelangen, wobei der eine Weg zur Drehbewegung im Uhrzeigersinn und der andere Weg'zur Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn gehört. Über die Leitungen 86 bzw. 88 wird dabei einer der Wege und damit die Richtung der Drehbewegung festgelegt. Die beiden Leitungen 86 und 88 sind Ausgangsleitungen eines Flip-Flop-Generators 116 mit drei Eingangsleitungen. Der Flip-Flop-Generator 116 ist so aufgebaut, daß ein Eingang auf der Leitung 118 in jedem Fall einen Ausgang auf der Leitung 86 erzeugt und daß ein Eingang auf der Leitung 120 in jedem Fall einen Ausgang auf der Leitung 88 erzeugt. Ein Eingang auf der Leitung 122 schaltet den Schaltzustand des Flip-Flop-Generators um, so daß ein Ausgang entweder auf der Leitung 86 oder auf der Leitung 88 entsteht, und zwar abhängig davon, welchen Schaltzustand der Flip-Flop-Generator vorher innehatte. Der Flip-Flop-Generator 116 kann in konventioneller Weise als bistabiler Kreis ausgebildet sein. Wenn er mit Elektronenröhren bestückt ist, dann kann der Eingang 122 an beiden Steuergittern liegen, so daß durch ein Eingangssignal auf der Leitung 122 der Flip-Flop-Generator von seinem einen stabilen Zustand in den anderen umgeschaltet wird. Die Eingänge 118 und 120 liegen dann jeweils an einer Gitterelektrode einer Elektrodenröhre in der bistabilen Schaltung. Die Signale auf der Leitung 118, gehören zur Drehbewegung im Uhrzeigersinn und die Signale auf der Leitung 120 zur Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn. Diese Signale können in einer beliebigen geeigneten Steuervorrichtung, die in F i g. 3 nicht dargestellt ist, ausgelöst werden.

Wenn über den Flip-Flop-Generator 116 die Drehrichtüng ausgewählt ist, dann wird durch den darauffolgenden Startimpuls auf der Leitung 110 der Flip-Flop-Generator 106 geschaltet, so daß die Und-Tore

ίο 98 und 100 beaufschlagt werden. Die Folge ist, daß dann die Impulse aus den Lichtschranken P 3 und P 4 an die Windungen! bis IV gelangen und den Rotor drehen. Wenn sich der Rotor nur für einige Schaltschritte drehen soll, muß er zunächst beschleunigt werden, dann muß er gebremst werden, und schließlich muß er arretiert werden. Zu diesem Zweck dienen bei dem Steuerkreis nach F i g. 3 die Abteilungen 70, 72 und 74,

Mit dem Mittelpunktdetektor 72 wird der Mitteiao punkt zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt ermittelt, und es werden Impulse' erzeugt, die den Flip-Flop-Generator 116 von Beschleunigung auf Verzögerung umschalten. Der Mittelpunktdetektor 72 weist einen Zähler 124 auf, der mit den Signalen aus den Lichtschranken Pl und P 2 beaufschlagt wird. Wie bereits bemerkt, erzeugt die Lichtschranke Pl einen Impuls, wenn der Rotor einen stabilen Zustand durchläuft, während die Lichtschranke P 2 beim Durchlauf der genau dazwischenliegenden Punkte je einen Impuls erzeugt. Die beiden Lichtschranken Pl und P 2 erzeugen also zusammen zwei Impulse bei jedem Schritt des Rotors. Da die Ausgänge der Lichtschranken Pl und P 2 zusammen in den Zähler 124 gelangen, ist die dort ermittelte Zählung immer doppelt so groß wie die Anzahl der Schritte des Rotors. Außerdem ist ein Vergleichskreis 126 und ein Einzelimpulsgenerator 128 vorgesehen. Der Zähler 124, der Vergleichskreis 126 und der Generator 128 arbeiten mit einem Register 131 zusammen und erzeugen auf der Leitung 130 ein Signal, wenn der Rotor einen Mittelpunkt erreicht bzw. durchläuft, wie dies nun im folgenden beschrieben wird. Die Anzahl der Schritte, die der Rotor bis zu einer bestimmten Einstellung zurücklegen muß, wird in das Register 131 eingegeben. Es seien z. B. zu diesem Zweck elf Schritte erforderlich; dann wird die Zahl Elf in das Register 131 eingegeben. Wenn der Rotor den 5V2ten Schritt vollendet hat, dann hat der Zähler 124 die Zählung Elf erreicht, und der Vergleichskreis 126 stellt Übereinstimmung zwischen der Zählung und Speicherung in dem Register 131 fest und erzeugt in dem Generator 128 einen Impuls. Der Impuls des Generators' 128 schaltet dann den Flip-Flop-Generator 116 und kehrt dadurch das Drehmoment des Motors, wie bereits beschrieben, um.

Wenn also der Mittelpunkt des Gesamtbewegungsablaufes erreicht ist, dann wird von einem beschleunigenden Drehmoment auf ein verzögerndes Drehmoment umgeschaltet, und der Rotor läuft aus.

Würde man das verzögernde Drehmoment beibehalten, wenn sich der Rotor bereits in seiner Endstellung befindet, dann würde er in entgegengesetztem Drehsinn erneut zu drehen beginnen, bis er die ursprüngliche Lage wieder eingenommen hat. Aus diesem Grunde muß das arretierende Drehmoment eingeschaltet werden, wenn der Motor seine Endstellung erreicht. Zu diesem Zweck dient der Endpunktdetektor 74. Der Endpunktdetektor 74 enthält ebenso

wie der Mittelpunktdetektor 72. einen Zähler 132, einen Vergleichskreis 134 und einen Einzelimpulsgenerator 136. Diese Elemente arbeiten mit dem Register 131 zusammen und erzeugen auf der Leitung 137 einen Impuls. Der Impuls auf der Leitung 137 gelangt in die Rotorarretierungsschaltung 70, und zwar wie folgt: Die Lichtschranke P1 erzeugt bei jedem Durchlauf eines stabilen Zustandes seitens des Rotors einen Impuls. Nur diese Impulse gelangen in den Zähler 132. Wenn dort die Zählung mit der in dem Register 131 übereinstimmt, hat der Rotor seine Endstellung erreicht. Der Vergleichskreis 134 spricht auf diese Identität an und erzeugt in dem Generator 136 einen Impuls, der über die Leitung 137 in den Flip-Flop-Generator 106 eingespeist wird und diesen umschaltet und dadurch das Arretierungsdrehmoment hervorruft. Der Rotor wird auf diese Weise in der Endstellung arretiert.

Das Arretierungsdrehmoment wird in der Rotorarretierungsschaltung 70 erzeugt. Diese Schaltung enthält den Flip-Flop-Generator 106 und zwei Und-Tore 140 und 142. Wie bereits bemerkt, ist ein Ausgang des Flip-Flop-Generators 106, nämlich die Leitung 108, an die Schaltung 32 angeschlossen und dient dazu, auf einen Startimpuls aus dem Startimpulsgeber 107 die Und-Tore 98 und 100 zu öffnen. Diese Und-Tore lassen dann Signale an die Windungen passieren, so daß nach Maßgabe des Schaltzustandes des Flip-Flop-Generators 116 auf den Rotor ein Drehmoment im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn ausgeübt wird. Wenn über den Endpunktdetektor 74 und die Leitung 137 der FHp-Flop-Generator 106 zurückgeschaltet wird, werden die Und-Schaltungen 98 und 100 gesperrt und die Und-Tore 140 und 142 geöffnet. Die Folge ist, daß die Signale aus den Lichtschranken P 3 und P 4 modifiziert über die Tore 140 bzw. 142 in die Windungen I bis IV gelangen, und zwar wird das Signal auf der Leitung 78 durch den Inverter 144 invertiert. Die Signale auf den Leitungen 78 und 80 erzeugen ein Drehmoment im Uhrzeigersinn, wenn sie unmittelbar, also nicht invertiert, über die Tore 98 und 100 in die Windungen gelangen. Sie erzeugen dagegen ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn, wenn sie beide durch die Inverter 102 und 104 invertiert über die Und-Tore 98 und 100 in die Windungen gelangen, und sie erzeugen ein arretierendes Drehmoment, wenn nur eines dieser Signale durch den Inverter 144 invertiert wird und wenn sie dann/über die Tore 140 und 142 in die Windungen I bis IV gelangen.

Bei dem an Hand von F i g. 3 beschriebenen Steuerkreis wurde ein beschleunigendes Drehmoment bis zum Mittelpunkt der Gesamtbewegung des Rotors ausgeübt, und dann wurde ein verzögerndes Drehmoment ausgeübt. Dies ist jedoch nicht in allen Anwendungsfällen das Optimum. Es sind z. B. Fälle denkbar, bei denen der Rotor reibungsbelastet läuft und durch ein verzögerndes Drehmoment, das bereits in der Mitte der Gesamtbewegung beginnt, eine zu starke Verzögerung hervorgerufen würde. Wenn man z. B. eine Gesamtbewegung von elf Schritten annimmt, dann wird nach der oben angegebenen Betriebsweise während der ersten 5Va Schritte beschleunigt und während der dann folgenden 5Vz Schritte verzögert. Ist der Rotor stark reibungsbelastet, dann kommt er bereits zum Stillstand, ehe er die gesamte, elf Schritte umfassende Bewegung vollendet hat, also beispielsweise nach 3¹A Schritten Verzögerung. In einem solchen Fall ist es. notwendig, den Motor noch die verbleibenden zwei Schritte weiterzudrehen.

Diese Verhaltensweise des Rotors wird im folgenden unterschlächtig genannt.

Zum Ausgleich der durch die unterschlächtige Verhaltensweise des Rotors bedingten Fehler dient die unterschlächtige Vorrichtung 76, die einen Impulslängenmonitor 150 aufweist, der von des Lichtschranke Fl mit Impulsen beaufschlagt wird.

Wenn die Impulslänge einen bestimmten Wert überschreitet, dann kann davon ausgegangen werden, daß der Motor gleich stillsteht. In einem solchen Fall erzeugt der Impulslängenmonitor 150 über einen Einzelimpulsgenerator 152 einen Impuls, der an ein Und-Tor 154 gelangt. Das Und-Tor 154 wird durch einen Ausgang des Flip-Flop-Generators 106 auf der Leitung 108 unter Zwischenschaltung eines Verzögerungsgliedes 156 geöffnet. Die Verzögerung im Ver-

ao zögerungsglied 156 ist so groß bemessen, daß in diesem Zeitraum der Rotor von der Ruhelage ausgehend beschleunigt werden kann. Das Verzögerungsglied 156 verhindert mithin, daß der Impulslängenmonitor 150 tätig wird, während der Rotor am Beginn einer

as Bewegung beschleunigt wird. Wenn nun in dem Monitor 150 ein besonders langer Impuls ermittelt wird; gelangt ein daraufhin ausgelöster Impuls im Einzelimpulsgenerator 152 an das Und-Tor 154. Dieser Impuls kann das Und-Tor 154 aber nur passieren, wenn dieses durch das Verzögerungsglied 156 geöffnet ist, wenn also der besonders lange Impuls nicht am Anfang einer Bewegung des Rotors liegt. Der Ausgangsimpuls des Und-Tores 154 wird in einen Flip-Flop-Generator 158 eingespeist und erzeugt dort einen Ausgangsimpuls, der ein Und-Tor 160 öffnet, so daß der ebenfalls in dieses Und-Tor 160 eingespeiste Ausgangsimpuls der Lichtschranke P !dieses Und-Tor passieren kann und über die Leitung 122 an den Flip-Flop-Generator 116 gelangt. Der Flip-Flop-Generator 116 schaltet dann von verzögerndem Drehmoment auf beschleunigendes Drehmoment um. Die Folge ist, daß der Rotor, der sich zunächst langsamer gedreht hat, nun während eines Schaltschrittes beschleunigt wird. Diese Beschleunigung beschränkt sich aber auch auf einen Schaltschritt; denn der nächste Impuls der Lichtschranke gelangt über das Und-Tor 160 an den Flip-Flop-Generator 116 und schaltet das Drehmoment wieder auf Verzögerung um. Der Rotor wird nun während des nächsten Schrittes gebremst. Der folgende Impuls aus der Lichtschranke schaltet den Flip-Flop-Generator 116 wieder auf ein beschleunigendes Drehmoment um usf. Auf diese Weise wird von Schritt zu Schritt von beschleunigendem Drehmoment auf verzögerndes Drehmoment umgewechselt und umgekehrt, bis schließlich der Rotor seine Endstellung erreicht hat und der Endpunktdetektor 74 den Flip-Flop-Generator 106 umschaltet und damit das Arretierungsdrehmoment einschaltet.

Für die Zähler 124 und 132 ist ein Rücksteller 161 vorgesehen, der einen Rückstellimpuls erzeugt, wenn der Eingang des Rückstellen 161 auf der Leitung 108 positiv wird. Durch diesen Rückstellimpuls werden die Zähler in an sich bekannter Weise zurückgestellt. Die Rückstellvorrichtung kann z. B. ein Einzelimpulsgenerator sein.

Im folgenden wird die Funktion des Motors nach Fig. 1 mit einem Steuerkreis nach Fig. 3 beschrie-

ben. Bei dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der Rotor zunächst in der in F i g. 1 dargestellten Position arretiert ist und daß der Rotor um zehn Schritte im Uhrzeigersinn gedreht werden soll. Die ausgewählte Schrittzahl und die ausgewählte Ausgangsposition sind willkürlich festgesetzt.

Nach F i g. 1 ergibt sich, daß die Lichtschranken P 3 und P 4 auf der Höhe des Fensters 60 liegen, also nicht unterbrochen sind, so daß auf den Leitungen 78 und 80 Strom fließt. Da davon ausgegangen wurde, daß der Rotor in der Ausgangslage arretiert ist, befindet sich der Flip-Flop-Generator 106 dabei in seinem rückgeschalteten Zustand, die Und-Tore 140' und 142 sind geöffnet, und die Und-Tore 98 und 100 sind gesperrt. Es wird daran erinnert, daß der Flip-Flop-Generator 106 zurückgeschaltet wurde, als der Rotor seihe Endlage erreicht hatte. Die Endlage bei der letzten Bewegung ist die Ausgangslage der jetzt betrachteten Bewegung, die also in Fig. 1 dargestellt ist und bei der das Fenster A-I 'dem Pfeil 51 gegenübersteht. Da die Lichtschranken P 3 und PA eingeschaltet sind, die Und-Tore 140 und 142 geöffnet sind, gelangen Signale auf die Leitungen 78 und 80 in die Windungen I bis IV und: erzeugen dort ein arretierendes Drehmoment. Das Signal auf der Leitung 78 ist dabei invertiert, und das invertierte Signal gelangt in die Windung III, so daß die Windung III nicht erregt wird. Das invertierte Signal wird noch einmal invertiert und gelangt in die Windung IV, so daß die Windung IV erregt wird. Das Signal auf der Leitung 80 gelangt direkt in die Windung I und erregt diese Windung. Es wird außerdem invertiert und gelangt in die Windung II, so daß die Windung II nicht erregt wird. Wenn also in der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Teile der Flip-Flop-Generator 196 rückgeschaltet ist, dann sind nur die Windungen I und IV erregt, und diese Erregung erzeugt ein arretierendes Drehmoment. Die Erregung der Windungen I und IV verursacht einen Nordpol in der mit A bezeichneten Stelle gegenüber dem Polschuh 1, der dadurch gehalten wird. Die gleiche Bedingung " kann auch aus Fig. 2 abgelesen werden. Da die Windungen I und IV erregt sind, ist die Drehmomentkurve (1 + IV) maßgebend, und diese erzeugt jetzt ein arretierendes Drehmoment. Dreht man den Rotor im Uhrzeigersinn, dann wird ein negatives Drehmoment hervorgerufen, das den Rotor auf den Punkt I, IV zurückzudrehen bestrebt ist. Entsprechendes gilt für Auslenkung des Rotors in der entgegengesetzten Richtung.

Damit sind nun die Ausgangsbedingungen angegeben, und es wird nun die Bewegungseinleitung beschrieben. Wenn der Rotor im Uhrzeigersinn gedreht werden soll, muß das Torpaar 82 geöffnet werden. Dies geschieht über die Leitung 118 und den Flip-Flop-Generator 116. Wie bereits beschrieben, gelangen dadurch die Ausgangssignale der Lichtschranken F 3 und P 4 über die Und-Tore 98 und 100 an die Windungen, wenn ein Startimpuls den ■ Flip-Flop-Generator 106 vorwärts schaltet: Es wird also zunächst über die Leitung 118 der Flip-Flop-Generator 116 im Sinne einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn geschaltet. Jetzt muß noch das Register 131 nach Maßgabe der zu vollführenden Schaltschritte beaufschlagt werden. In dem zu diskutierenden Beispiel handelt es sich um zehn Schaltschritte. Ist dies geschehen, dann kann über die Leitung 110 ein Startimpuls in den Flip-Flop-Generator 106 eingespeist werden. Dieser Startimpuls schaltet den Flip-Fl0p-Generator 106 vorwärts, schaltet die Tore 140 und 142 und damit das arretierende Drehmoment ab. Die Signale der Lichtschranken P 3 und P 4 gelangen nun über das Torpaar 82 und die Tore 98 und 100 in die Windungen und erzeugen ein Drehmoment im Uhrzeigersinn. Die Lichtschranken werden dabei erregt, wenn das Fenster Al dem Pfeil 51 gegenüberliegt. Wenn die Lichtschranken P 3 und P 4 erregt werden,

ίο gelangen Signale in die Windungen und erzeugen-dort im Uhrzeiger ein beschleunigendes Drehmoment. Das Signal auf der Leitung 78 gelangt ohne Inversion in die Windung I und mit Inversion in die Windung II.

' Demnach wird also nur die Windung I erregt. Das Signal auf der Leitung 80 gelangt ohne Inversion in die Windung III und mit Inversion in die Windung IV, so daß nur die Windung III erregt wird. Der Statorpol des Motors aus Fig. 1 unten wandert nun von der mit A bezeichneten Stelle zu der mit B be-

ao zeichneten Stelle und zieht den Polschuh 2 an, so daß sich der Rotor im Uhrzeigersinn dreht [vgl. die Drehmomentkurve (I + III) aus F i g. 3].

Der Rotor 34 dreht sich weiter unter dem Einfluß eines beschleunigenden Drehmomentes, bis der Pfeil 51 genau zwischen den Fenstern A-I und B-I liegt. In diesem Moment bricht der Impuls an der Lichtschranke P 3 zusammen. Sobald der Impuls an der Lichtschranke P3 zusammenbricht, also.nachdem die Kollektorscheibe 50 sich um 9 Grad gedreht hat, schalten die Windungen I und II ab, weil das Signal auf der Leitung 78 nun zusammengebrochen ist. In diesem Moment (es handelt sich um den Punkt 40 aus F i g. 2) werden die Windungen II und III erregt. Der Statorpol wandert nun von B auf C und erzeugt

■ 35. ein beschleunigendes Drehmoment im Uhrzeigersinn. Dieser Zustand bleibt für die nächsten 18 Winkelgrade erhalten; denn während dieser 18 Winkelgrad bleibt der Schaltzustand der Lichtschranken P 3 und P4 erhalten.

Nach Ablauf dieser 18 Winkelgrad, also nachdem sich die Kollektorscheibe 50 von ihrer Ausgangsposition aus um 27 Grad gedreht hat, bricht auch der Impuls in der Lichtschranke P 4 zusammen, weil diese dem Fenster 60 nicht mehr gegenübersteht. Dies entspricht dem Punkt 42 aus F i g. 2. Die Windungen II und IV werden nun erregt, weil auf beiden Leitungen, nämlich 78 und 80, kein Signal vorliegt, und der Statornordpöl wandert an die Stelle D. Jetzt liegt der Pfeil 51 in der Mitte zwischen den Fenstern B-2 und C-3. Die Lichtschranken P 3 und P 4 sind unterbrochen, und die Windungen II und IV sind erregt. Die Kollektorscheibe dreht sich weiter beschleunigt im Uhrzeigersinn, bis dei; Pfeil 51 auf die Mitte zwischen den Fenstern C-3 und D-4 zeigt. Dieser Stellung entspricht der Punkt 44 aus Fig. 2. In diesem Moment wird die Lichtschranke P 3 durch das Fenster 62 wieder eingeschaltet, und die Windung I wird erregt und die Windung II abgeschaltet. Die Lichtschranke P 4 bleibt weiterhin ausgeschaltet. Nun sind die Windungen I und IV erregt, und der Statorpol wandert an die Stelle A und erzeugt weiter ein beschleunigendes Drehmoment für den Rotor 34.

Die' Köllektorscheibe dreht sich so weiter im Uhrzeigersinn um 18 Winkelgrad, bis der Pfeil 51 in die Mitte zwischen den Fenstern ^4-5 und D-4 zeigt. In diesem Moment wird die Lichtschranke P 4 durch das Fenster 62 auf getastet. Der entsprechende Punkt ist in F i g. 2 mit 46 bezeichnet. Nun sind beide Licht-

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schranken P 3 und P 4 erregt, und es liegen Signale auf den Leitungen 78 und 80 vor. Die Folge ist, daß die Windungen I und III erregt sind und der Statorpol auf der Stelle B liegt, wodurch der Rotor weiter im Uhrzeigersinn beschleunigt wird. Dieser Zustand bleibt für die nächsten 18 Winkelgrad erhalten, bis der Pfeil 51 in die Mitte zwischen den Fenstern A-5 und B-I zeigt. Dieser Punkt entspricht dem Punkt 40 aus F i g. 2. In diesem Moment wird die Licht schranke P 3 unterbrochen und die Windung II ange- schaltet. Die Windung III bleibt weiterhin erregt, weil die Lichtschranke P 4 weiter eingeschaltet bleibt. Da nun die Lichtschranke P 3 unterbrochen ist und die Lichtschranke P 4 eingeschaltet ist, sind die Windungen II und III erregt, und der Statorpol wandert an die Stelle C, wodurch der Rotor weiter im Uhrzeigersinn beschleunigt wird. Bis zu diesem Punkt hat der Rotor 4¹/» Schritte vollführt und sich um insgesamt 81 Winkelgrad gedreht. Die Erregungsbedingungen der Windungen haben sich fünfmal umgeschaltet, und zwar nach 9 Winkelgrad, nach 27 Winkelgrad, nach 45 Winkelgrad, nach 63 Winkelgrad und nach 81 Winkelgrad. Diese Umschaltpunkte entsprechen den Punkten40, 42, 44,46 und 40 aus Fig. 2.

,Mit Hilfe der Lichtschranken P3 und P4 wurde auf Grund der Fenster 60 und 62 bis jetzt ein beschleunigendes Drehmoment hervorgerufen. Währenddessen hat der Rotor fast die Hälfte der insgesamt zehn Schritte umfassenden Bewegung vollführt.

Während sich die Kollektorscheibe 50 dreht, werden die Lichtschranken Pl und P 2 periodisch geschaltet, und zwar wird in der Lichtschranke Pl immer dann ein Impuls ausgelöst, wenn eines der Fenster B-2 bis A-5 der Lichtschranke Pl bzw. dem Pfeil 51 gegenüberliegt. In dem bereits beschriebenen ' Abschnitt der Bewegung hat die Lichtschranke an , den Fenstern B-2, C-3, D-4 und AS jeweils einen i- .: Impuls erzeugt. Diese Fenster haben — bezogen iuf die Drehbewegung — einen Winkelabstand von~18 Grad zueinander. Die vier Impulse, die in der Lichtschranke Pl erzeugt werden, gelangen in den Zähler 132 des Endpunktdetektors 74. Der Zähler 132 hat nun bis vier gezählt. Da jedoch in das Register 131 zehn Zählungen eingespeist sind, entsteht noch kein Signal in dem Vergleichskreis 134 und demzufolge auch kein Impuls auf der Leitung 137. Der Flip-Flop-Generator 106 wird demzufolge auch nicht zurückgeschaltet, und der Rotor dreht sich weiter beschleunigt im Uhrzeigersinn.

Während sich die Kollektorscheibe 50 drehte, wurden auch Impulse in der Lichtschranke P 2 erzeugt, und zwar auf Grund der Fenster B-2, C-3, D-4, A-5 und B-I.

Bis jetzt sind also von den Lichtschranken P1 und P 2 insgesamt neun Impulse erzeugt worden. Diese neun Impulse gelangen in den Mittelpunktdetektor 72. Da jedoch zehn Bewegungsschritte beabsichtigt sind, muß der Zähler 124 bis zehn gezählt haben, um in dem Mittelpunktdetektor 72 ein entsprechendes Anzeigesignal auszulösen. Demzufolge dreht sich der Rotor beschleunigt weiter.

Der Rotor, der nun 4¹Za Schritte vollführt hat, dreht sich, bis die Lichtschranke P1 das Fenster B-I erreicht, wodurch der zehnte Impuls für die Zähler 132 und 124 erzeugt wird. Der Rotor hat nun fünf Schritte vollführt, entsprechend'zehn Impulsen- fünf Impulse von jeder Lichtschranke Pl und P 2. Diese Impulse gelangen in den Zähler 124 und führen dort zur Zählung zehn. Nun stimmt die Zählung des Zählers 124 mit der in das Register 131 eingespeisten überein, und der Vergleichskreis 126 erzeugt einen Ausgang für den Generator 128. Der Impulsgenerator 128 erzeugt auf der Leitung 130 einen Impuls, durch den der Flip-Flop-Generator 116 umgeschaltet wird, wodurch das Torpaar 82 gesperrt und das Torpaar 84 geöffnet wird. Die Signale der Lichtschranken P 3 und P 4 auf den Leitungen 78 und 80 gelangen nun über das Torpaar 84 und die Inverter 102 und 104 und die Tore 98 und 100 an die Windungen I bis IV und erzeugen dort ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn, das den Rotor abbremst.

Die fünf Impulse der Lichtschranke Pl sind auch in den Zähler 132 eingespeist worden. Der Zähler 132 hat demzufolge die Zählung fünf erreicht. Da jedoch in dem Register 131 die Zählung zehn eingespeist wurde, entsteht in der Vergleichsschaltung 134 kein Impuls und mithin auch kein Impuls auf der Leitung 137, so daß der Flip-Flop-Generator 106 nicht zurückgeschaltet wird.

Wenn die Kollektorscheibe den Mittelpunkt der Gesamtbewegung erreicht hat, das ist also, wenn sich der Pfeil 51 gegenüber dem Fenster B-I befindet, dann ist die Lichtschranke P 3 nicht erregt, während die Lichtschranke P 4 erregt ist. Da das Und-Torpaar 84 geöffnet ist, gelangen die Signale auf den Leitungen 78 und 80 über die Inverter 102 und 104 in die Windungen I bis IV. Da die Lichtschranke P 3 nicht erregt i$t, wird die Windung I erregt und die Windung II nicht erregt. Da die Lichtschranke P 4 erregt ist, wird die Windung III nicht erregt und die Windung IV erregt. Im Ergebnis werden also die Windungen I und IV erregt, und der Statorpol liegt bei A. Als sich dor Pfeil 51 gegenüber dem Fenster B-I befand, war der Polschuh 1 gegenüber der Position B. Wenn nun der Pol nach A wandert, wird der Polschuh 5 nach A gezogen, wodurch ein gegen den Uhrzeiger gerichtetes Drehmoment auf den Rotor 34 ausgeübt wird. Da jedoch der Rotor 34 noch ein Trägheitsmoment auf Grund der voraufgegangenen fünf Bewegungsschritte hat, wird er auf Grund dieses entgegengerichteten Drehmomentes nicht in entgegengesetzter Richtung gedreht, sondern" nur gebremst bzw. verzögert. Die Erregungsbildung bleibt nun für weitere 9 mechanische Grad erhalten, bis die Lichtschranke P 4 unterbrochen wird, wenn sich der Pfeil 51 in der Mitte zwischen den Fenstern S-I und C-2 befindet. Jetzt sind beide Lichtschranken P 3 und P 4 unterbrochen, und die Windungen I und III sind erregt. Dieser Zustand bleibt für die nächsten 18 Winkelgrade aufrechterhalten. Dabei befindet sich der Statornordpol in der Position B und erzeugt ein gegen den Uhrzeigersinn gerichtetes bremsendes Drehmoment. Der Rotor dreht sich infolge Trägheit gegen dieses bremsende Drehmoment weiter im Uhrzeigersinn. In entsprechender Weise wird auch in den nachfolgenden Schritten ein bremsendes Drehmoment erzeugt, bis schließlich das Fenster C-I dem Pfeil 51 gegenüberliegt. Durch das Fenster C-I wird in dieser Stellung ein Impuls in der Lichtschranke Pl ausgelöst. Dieser Impuls gelangt mit den anderen Impulsen aus der Lichtschranke Pl in den Zähler 132. Da das Fenster C-I das zehnte Fenster nach dem Fenster A-I ist, wird durch diesen Impuls die Zählung in dem Zähler 132 auf Zehn weitergeschaltet und ist nun mit der in dem Register 131 eingespeisten identisch. Die

Folge ist, daß durch den genannten Impuls in dem Vergieichskreis 134 ein Signal ausgelöst wird, das anzeigt, daß die Endstellung nun erreicht wurde. Der Ausgang des Vergleichskreises 134 gelangt dann in den Generator 136, der wiederum den Flip-Flop-Generator 106 zurückschaltet. Durch die Rückschaltung des Flip-Flop-Generators 106 wird das Arretierungsfeld, wie bereits oben angegeben, eingeschaltet. Im vorliegenden Fall arretiert das Arretierungsfeld den Rotor in einer Stellung, in der das Fenster C-I dem Pfeil 51 gegenüberliegt.

In der arretierten Position sind die Lichtschranken P 3 und P 4 beide erregt, und die Signale gelangen über die Tore 140 und 142 an die Windungen und erregen die Windungen I und IV, wodurch das Arretierungsdrehmoment hervorgerufen wird.

Bei der eben angegebenen Beschreibung der Betriebsweise wurde davon ausgegangen, daß der Rotor nicht vor Erreichen der gewünschten Endstellung, in der das Fenster C-I dem Pfeil 51 gegenüberliegt, zur Ruhe kommt. Wenn der Rotor jedoch durch Reibung gebremst wird, dann kann er vor dieser Stellung zur Ruhe kommen. Um dies zu verhindern, dient, wie bereits auseinandergesetzt, die unterschlächtige Vorrichtung 76. Diese unterschlächtige Vorrichtung 76 deckt in der Auslauf phase des Motors einen besonders langen Impuls der Lichtschranke P1 in dem Monitor 150 auf. Dieser besonders lange Impuls ist ein Zeichen dafür, daß der Rotor, wenn kein Eingriff vorgenommen wird, in Kürze zum Stillstand kommt. Von diesem Moment der auslaufenden Phase an schaltet die unterschlächtige Vorrichtung 76 über die Leitung 122 den Flip-Flop-Generator 116 von Bewegungsschritt zu Bewegungsschritt um, so daß von da an jeder Zweite Bewegungsschritt wieder beschleunigt wird, statt, wie bei der beschriebenen Funktionsweise, verzögert wird, so daß der Rotor — trotz einer bremsenden Reibungskraft — in die gewünschte Endstellung gedreht wird.

Um die Wirkungsweise der unterschlächtigen Vorrichtung 76 noch näher zu erläutern, wird nun davon ausgegangen, daß bei der beschriebenen Bewegung, die sich über zehn Schritte erstreckt, fünf Beschleunigungsschritte vollzogen sind und der Flip-Flop-Generator 116 auf Verzögerung umgeschaltet wurde. Es sei nun weiter davon ausgegangen, daß der Rotor dadurch und durch andere Ursachen so stark gebremst wurde, daß der Impuls der Lichtschranke Pi, der durch das Fenster A-4 ausgelöst wird, so breit ist, daß der Impulslängenmonitor 150 anspricht. Dadurch wird der Flip-Flop-Generator, wie bereits beschrieben, umgeschaltet, so daß die Signale auf den Leitungen 78 und 80 nun so in die Windungen eingespeist werden, daß dort ein beschleunigendes Drehmoment hervorgerufen wird. Dieses beschleunigende Drehmoment bleibt während des ganzen Bewegungsschrittes aufrechterhalten, bis durch das Fenster B-S ein Impuls in der Lichtschranke Pl hervorgerufen wird. Dieser Impuls gelangt über das Und-Tor 160 an den Flip-Flop-Generator 116 und schaltet diesen wieder auf verzögerndes Drehmoment. Das verzögernde Drehmoment bleibt erhalten, bis durch das Fenster C-I in der Lichtschranke Pl ein Impuls ausgelöst wird — hier also der zehnte Impuls, der gleichzeitig anzeigt, daß die zehn Schritte, die durchgeführt werden sollen, vollendet sind. Durch diesen Impuls wird der Flip-Flop-Generator 106 zurückgeschaltet, so daß das arretierende Drehmoment erzeugt wird.

Man kann die unterschlächtigte Vorrichtung 76 auch abändern, um Vibrationen, die durch die Umschaltung hervorgerufen werden, zu vermeiden. Bei dem beschriebenen Beispiel drohte der Rotor zwei Schritte vor der Endstellung anzuhalten, und er wurde noch einmal für einen Schrift mit einem beschleunigenden Drehmoment beaufschlagt und dann schließlich wieder mit einem bremsenden Drehmoment beaufschlagt. Der Rotor wurde also während des letzten Schrittes mit einem bremsenden Drehmoment beaufschlagt und lief demzufolge mit einer sehr geringen Geschwindigkeit, fast mit der Geschwindigkeit Null, in die Endstellung ein. Dennoch kann eine geringe Vibration hervorgerufen werden, wenn plötzlich das Arretierungsfeld eingeschaltet wird. Diese Vibration kann man herabsetzen, wenn man die Umschaltung durch die unterschlächtige Vorrichtung nicht schrittweise, sondern bei jedem halben Schritt vornimmt. Dann ist die maximale Rotorgeschwindigkeit nach einem Beschleunigungsschritt geringer als im Falle der Beschleunigung über einen ganzen Schritt. Zu diesem Zweck werden in Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels auch die Impulse der Lichtschranke P 2 an das Tor 160 geführt. Es liegen dann an dem Tor 160 die Impulse aus den Lichtschranken P1 und P 2, also Impulse, die mit einer Frequenz entsprechend einer halben Schrittlänge aufeinanderfolgen. Der Rotor wird dann, wenn er vorzeitig zum Stillstand zu kommen droht, während eines halben Schrittes beschleunigt und während des nächsten halben Schrittes wieder abgebremst usf., bis er seine Endstellung erreicht.

Bei der dargestellten Betriebsweise sollte sich der

Rotor um zehn Schritte im Uhrzeigersinn drehen.

Wenn dagegen eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn beabsichtigt ist, dann wird vor Beginn der Bewegung — statt der Leitung 118 — die Leitung 120 erregt, so daß der Flip-Flop-Generator 116 entsprechend der gegen den Uhrzeigersinn beabsichtigten Drehbewegung geschaltet wird. Wenn eine andere Schrittzahl gewünscht ist, wird das Register 131 entsprechend anders geschaltet.

Es sind darüber hinaus noch viele Abänderungen des dargestellten Ausführungsbeispiels möglich. Die Erfindung ist z. B. auch anwendbar bei Motoren mit einer anderen Anzahl von Statorpolen und einer entsprechend anderen Anzahl von Rotorpolen und auch mit Windungen, die nicht bifilar sind. Entsprechend der Anzahl der Pole ergibt sich dann auch eine andere Anzahl von stabilen Stellungen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde auch davon ausgegangen, daß der Rotor in der Mitte der vorgesehenen Bewegung seine höchste Beschleunigung erreicht. Wenn man von einer sehr hohen An-

zahl von Schritten ausgeht, z.B. 40 000 Schritten, dann wird der Rotor seine höchste Geschwindigkeit schon im Anfang der Bewegung, z. B. nach 50 Umdrehungen, erreicht haben. Im Interesse eines möglichst schnellen Ablaufs der vorgegebenen Bewegung, hier also um 40 000 Schritte, wird man den Rotor nicht zu früh abbremsen. Wenn der Rotor innerhalb von etwa 1000 Schritten von seiner Höchstgeschwindigkeit auf Stillstand abgebremst werden kann, dann wird man in einem solchen Fall den Zähler so schalten, daß erst nach 39 000 Schritten der Steuerkreis auf verzögerndes Drehmoment umgeschaltet wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schalter für den Steuerkreis Lichtschalter, näm-

lieh die Lichtschranken P1 bis P 4. Man kann natürlich auch andere Schalter verwenden, z. B. magnetische Schalter mit einer magnetischen Aufzeichnung und einem magnetischen Abtastkopf u. dgl.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde

in der Lichtschranke Pl ein Impuls bei jedem Schaltschritt hervorgerufen. Entsprechend der Zahl der vorgesehenen Windungen der Statorpolschuhe und der Rotorpolschuhe kann die Anzahl dieser Impulse pro Schaltschritt abgeändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anhalten eines elektrischen Schrittmotors in vorausbestimmbarer Haltstellung, der einen Kollektor für die zyklische Speisung einer Erregerwicklung, eine Umschaltvorrichtung für den Betrieb in der einen oder anderen Drehrichtung, eine selbsttätig in einer Drehrichtung wirkende Vorrichtung zum Erzeugen eines Gegendrehmomentes vor Erreichen der neuen Haltstellung sowie Mittel aufweist, um sicherzustellen, daß die neue Haltstellung eingegenommen und beibehalten wird, gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:

a) die Vorrichtung zum Erzeugen des Gegendrehmoments ist in beiden Drehrichtungen wirksam,

b) das Gegendrehmoment wird jeweils durch Umschalten des Speisezyklus auf die entgegengesetzte Drehrichtung erzeugt,

c) ein Zähler (124) wird von vom Kollektor (50) gelieferten Impulsen beaufschlagt und veranlaßt nach Ablauf der' Hälfte der in einem Register (131) voreingestellten Drehschrittzahl die Umschaltung,

d) ein Impulslängenmoriitor (150) hebt bei überlange eines vom Kollektor (50) gelieferten Zählimpulses die zur Bremsung erfolgte Umschaltung durch Einschaltung der Wiederbeschleunigung für die Dauer des nächstfolgenden Schrittes auf, ist aber beim Anläufen des Rotors unwirksam und

e) ein Haltstellungszähler (132) wird ebenfalls von vom Kollektor (50) gelieferten Impulsen beaufschlagt und veranlaßt nach Ablauf der in dem Register (131) voreingestellten Drehschrittzahl die Umschaltung von dem im bremsenden Sinne wirkenden Speisezykhis auf eine dauernd gleiche, den Rotor in der neuen Haltstellung festhaltende Speisung der Erregerwicklungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein anlaufabhängig gesteuertes Tor (154), durch das der Impulslängenmonitor (150) beim Anlaufen des Rotors unwirksam gemacht wird.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator vier jeweils paarweise erregbare und der Rotor fünf äquiänguläre ausgeprägte Pole aufweisen.