DE1283344B - Steuerschaltung fuer einen Schrittmotor - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WT¥W> PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H02k

Deutsche Kl.: 21 dl-19

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 83 344.2-32 (B 82108)

26. Mai 1965

21. November 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor, dessen Wicklungen durch die Ausgänge einer von Eingangsimpulsen beaufschlagten zyklisch arbeitenden Zählschaltung zyklisch umpolbar sind und die mit Mitteln zur Bestimmung der Richtung der Schaltfolge auf elektrischem Wege versehen ist.

Eine solche Steuerschaltung ist beispielsweise bekannt durch die USA.tPatentschrift 3 124 732. Dort werden vier Wicklungen des Schrittmotors über vier elektronische Schalter erregt. Zwei weitere Schaltei liegen in Reihe mit jeweils zweien der ersterwähnten elektronischen Schalter. Die Steuerung der Schalter erfolgt über eine bistabile Kippstufe. Eine weitere bistabile Kippstufe liegt mit beiden Eingängen an einem Vorwärts- und einem Rückwärtseingang. Der Vorwärtseingang und der Rückwärtseingang liegen außer-„. dem zusammen mit den Ausgängen der zweiten bistabilen Kippstufe über je eine Koinzidenzstufe parallel an den Eingängen der ersterwähnten bistabilen Kippstufe. Die Ausgänge der zweiten bistabilen Kippstufe erregen über die erwähnten Schalter die Wicklungen des Schrittmotors. Bei dieser bekannten Anordnung läuft der Schrittmotor in einem Drehsinn, wenn die Impulse an dem Vorwärtseingang erscheinen. Der Motor läuft in entgegengesetztem Drehsinn, wenn die Impulse, und zwar der gleichen Polarität, an dem Rückwärtseingang erscheinen.

In ähnlicher Weise arbeiten andere bekannte Schrittmotorsteuerungen, bei denen jeweils zwei Eingänge für jeden Drehsinn vorgesehen sind.

Die bekannten Schaltungen gestatten es nicht, Impulse unterschiedlicher Polarität zur Vorwärts- und Rückwärtssteuerung des Schrittmotors auszunutzen. Das wäre aber für Zähl- und Regelzwecke von wesentlicher Bedeutung. Es gibt insbesondere bei Regelaufgaben viele Fälle, wo sich die Polarität von Impulsen in Abhängigkeit von der Regelabweichung verändert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor so auszubilden, daß der Schrittmotor auf Eingangsimpulse unterschiedlicher Polarität mit unterschiedlichem Drehsinn reagiert.

:? Ausgehend von einer Schrittmotorsteuerung der ⁵J¹ eingangs erwähnten Art besteht die Erfindung darin, ^ daß die abhängig von der Richtung der Schaltfolge *·> verschiedenpoligen Eingangsimpulse lediglich über i® einen einzigen Steuereingang der Schaltung zugeführt werden und durch einen die Zählschaltung beeinflus-"^ senden Diskriminator im Sinne der Zuordnung der H Schaltfolge zur Impulspolarität ausgewertet sind.

Steuerschaltung für einen Schrittmotor

Anmelder:

Bodenseewerk, Perkin-Elmver & Co GmbH,
7770 Überlingen

Als Erfinder benannt:

Peter Stimm, 7770 Überlingen

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellt und im folgenden beschrieben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 werden Impulse unterschiedlicher Polarität auf einen Eingang 10 gegeben. Diese Impulse gehen parallel auf

ao die beiden Eingänge eines Flip-Flops 11, welches entsprechend jeweils von einem Zustand in den anderen umkippt. An den Ausgängen dieses ersten Flip-Flops 11 liegen die Eingänge einmal eines zweiten Flip-Flops 12 und zum anderen eines dritten Flip-Flops

13. Bei einer Impulsfolge am Eingang 10 entstehen an den beiden Ausgängen des Flip-Flops 11 zwei gegenphasige Rechteckspannungen von der halben Impulsfrequenz. Die Flip-Flops 12 und 13 sprechen nur auf eine Flanke, z. B. die ansteigende Flanke dieser Rechteckspannung, an. Sie kippen dementsprechend mit der halben Impulsfrequenz und 90° gegeneinander phasenverschoben. Die Ausgänge der Flip-Flops 12 und 13 liegen über Schaltstufen 14,15 bzw. 16, 17 an den Enden der Wicklungen 18 und 19 des Schrittmotors. Diese Wicklungen werden also mit der halben Impulsfrequenz und mit 90° Phasenverschiebung umgepolt. Dadurch wird der Rotor 20 des Schrittmotors bei jedem Eingangsimpuls um eine halbe Polbreite weitergedreht. Die Richtung, in weleher die Drehung beim Erscheinen eines Impulses erfolgt, hängt davon ab, in welchem Zustand sich die Flip^lops 12 und 13 bei einer bestimmten Polstellung befinden.

Soweit ist die Schaltung nach F i g. 1 bekannt.

Um nun eine richtungsabhängige Steuerung des Schrittmotors zu erhalten, werden die Eingangsimpulse vom Eingang 10 zusätzlich einem Signaldiskriminator 21 zugeführt, welcher über Reset-Leitungen 22 und 23 je nach der Polarität der Eingangsimpulse die Flip-Flops 12 und 13 so umschaltet, daß der Motor bei Eingangsimpulsen der einen Polarität nach der einen Richtung und bei Eingangsimpulsen

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der anderen Polarität in entgegengesetzter Richtung gedreht wird.

Bei der bevorzugten Ausführung nach Fig. 2 ist eine Diodenschaltung 24 vorgesehen, welche als Weiche wirkt und Eingangsimpulse an dem Eingang 25 je nach ihrer Polarität entweder auf den Vorwärtseingang 26 oder den Rückwärtseingang 27 eines Ringzählers 28 mit vier Flip-Hops gibt. Ein solcher Ringzähler, der an sich bekannt ist, besteht aus Flip-Flops, die nach Art eines Schieberegisters im Ring geschaltet sind, so daß bei aufeinanderfolgenden Impulsen auf dem Vorwärtseingang 26 ein L-Zustand schrittweise (von Flip-Flops 1 in die Flip-Flops 2, 3 und 4 geschoben wird und dann beim nächsten Impuls wieder in das Flip-Flop 1 springt, worauf sich der Zyklus wiederholt. Bei Impulsen auf den Rückwärtseingang 27 wandert der L-Zustand in entgegengesetzter Richtung.

Die Ausgänge des Ringzählers 28 sind durch vier ODER-Gatter 29, 30, 31 und 32 miteinander verknüpft. Ausgang 1 liegt an den ODER-Gattern 29 und 31, Ausgang 2 an den ODER-Gattern 29 und 32, Ausgang 3 an den ODER-Gattern 30 und 32 und Ausgang 4 an den ODER-Gattern 30 und 31.

Die Ausgänge der ODER-Gatter 29 und 30 liegen as über Verstärkerstufen 33, 34 an den Enden I und II der einen Motorwicklung 35 des Schrittmotors. Die Ausgänge der ODER-Gatter 31 und 32 liegen über Verstärkerstufen 36 und 37 an den Enden ΙΠ und IV der Wicklung 38 des Schrittmotors. Bei Fortschalten des Ringzählers 28 in der einen oder anderen Richtung wird der Magnetrotor 39 des Schrittmotors mit entsprechendem Drehsinn schrittweise verdreht. Wenn der Zähler einen Zyklus durchläuft, bei welchem nacheinander die Ausgänge 1, 2, 3, 4 das SignalL führen, dann liegt die Erregung der Motorwicklung nacheinander an folgenden Enden an: Ι-ΙΠ, I-IV, Π-IV, Π-ΠΙ. Das führt dann zu einem positiven Drehsinn des Motorankers. Wenn dagegen die Erregungszustände in entgegengesetzter Folge erscheinen, also der Zähler bei Eingangsimpulsen entgegengesetzter Polarität in umgekehrter Richtung umläuft, dreht der Motoranker mit negativem Drehsinn.

Die erfindungsgemäße Schrittmotorsteuerung kann zur Steuerung geeigneter Motoren in Servokreisen verwendet werden, wobei die Eingangsgröße eine Folge von Pulsen mit positiver und/oder negativer Polarität ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuerschaltung für einen Schrittmotor, dessen Wicklungen durch die Ausgänge einer von Eingangsimpulsen beaufschlagten zyklisch arbeitenden Zählschaltung zyklisch umpolbar sind und die mit Mitteln zur Bestimmung der Richtung der Schaltfolge auf elektrischem Wege versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die abhängig von der Richtung der Schaltfolge verschiedenpoligen Eingangsimpulse lediglich über einen einzigen Steuereingang (10) der Schaltung zugeführt werden und durch einen die Zählschaltung beeinflussenden Diskriminator (21) im Sinne der Zuordnung der Schaltfolge zur Impulspolarität ausgewertet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschriften Nr. 1134,150,
   13.52742;

   französische Patentschrift Nr. 1396 010;
   USA-Patentschriften Nr. 3 112433, 3 124732.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 638/1295 11.68 © Bundesdruckerei Berlin