DE1613370A1

DE1613370A1 - Electric stepper motor

Info

Publication number: DE1613370A1
Application number: DE19671613370
Authority: DE
Inventors: Werner Goetz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-01-17
Filing date: 1967-01-17
Publication date: 1970-06-18

Description

Elektrischer Schrittmotor.Electric stepper motor.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schritt--motor mit durch mehr als vier Ständerwicklungen abwechselnd erregten Ständerpolpaaren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundeg, einen Schrittmotor für-verhältnismäßig kleine Drehschritte von z. B. 2295 0 zu -schaffen, der hohe Schrittgeschwindigkeitenzuläßt,- Gemäß der Erfindung ist, zu dies,em Zweck-der-Schrittmotor der eingangs genannten Art so aufgebautg daß.Läufer und Ständer zwei axial gegeneinander verschobene Schrittmotoreinheitan bilden, die mindestens durch eine gemeinsame Läuferwelleverbunden sind und daß entweder die nacheinander abwechselnd erregten Ständerpolpaaro, von denen die ungeradzahligen der einen Einheit und die geradzahligen der anderen Einheit zugeordnet sind, oder die Läuferpolpaare der einen Einheit gegenüber denen der anderen Einheit in ihrer '-#Tinkellage um eine halbe Poltoilung gegeneinander versetzt sind. Dadurch läßt sich der Wuferdurchmesser klein halten, was geringe Trägheitsmomente zur Folge hat. Solche Schrittmotoren sind u. a. zur unmittelbaren Einstellung von Typenrädern oder Typenivalzen geeignet, wie sie z. B. in Fernschreibmaschinen Verwendung finden.The invention relates to an electric stepping motor with stator pole pairs excited alternately by more than four stator windings. The invention is based on the object of a stepper motor for-relatively small turning steps of z. B. 2295 0 to - create that allows high walking speeds, According to the invention, for this purpose, the stepper motor is the Type mentioned at the beginning so constructed that rotor and stator Form two axially displaced stepper motor units, which are connected at least by a common rotor shaft and that either the alternately excited stator pole pairs, of which the odd-numbered are assigned to one unit and the even-numbered to the other unit, or the rotor pole pairs of one unit compared to those of the other unit are offset from one another by half a pole pitch in their '- # tinkle position. As a result, the wafer diameter can be kept small, which results in low moments of inertia. Such stepper motors are suitable, among other things, for the direct setting of type wheels or type equivalents, as they are, for. B. found in teleprinters use.

Eine besonders günstige Ba uart für den Antrieb von Typenrädern mit zwei axial nebeneinander angeordneten Typenkränzen ergibt- sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Ständerpole-#-,#..-:. -en so große Axialerstreckun.. aufweisen, daß sie in beiden axialen Lagen der Läuferwelle die zugeordneten Läuferpole genügend weit überdecken.A particularly inexpensive type of construction for driving type wheels with two type rings arranged axially next to one another result according to a further development of the invention in that the stator poles - # -, # ..- :. - such a large axial extension. have that they have the associated rotor poles in both axial positions of the rotor shaft cover sufficiently far.

Zwei Auqführungsbeispielc der Erfindung sind im folgenden besehrioben und in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Pig. 1 eine perspoktivische Ansicht des einen Auoführungsbeispieles vergrößert-bei teil#,leise weggelassenem Ständermantelteil, 1,lig. ;(eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels" tei'#vielse geschnitten.Two embodiments of the invention are described below and shown in the drawing. Pig shows. 1 is a perspective view of the one embodiment example enlarged - with part #, the stand shell part quietly omitted, 1, lig. ; (a side view of a second embodiment " part # many cut.

Die Schrittriotoren nach Pig. 1 und 2,sind für 16 Teilschritto je UJ--drehung bestimmt. Sie sollen in der Lage sein bis zu mehreren hundert Schritten in der Sekunde auszuführen und zwar insbesondere zur Einstellung von Typenrädern, viie sie beispiels#.-.eise in-der Fernchroibtechnik Anwendung finden.The step rotors according to Pig. 1 and 2, are intended for 16 partial steps per UJ turn. They should be able to execute up to several hundred steps per second, in particular for setting type wheels, as they are used, for example, in telecharging technology.

Uri ein möglichst kleines Trägheitspioment -für den Läufer zu erzielen, iit der Schrittmotor#nach _Fig. 1 durch-Zwei Einheiten Sl und S2 gebildot.-Dabei ist der'Läufer verhältnismäßin-- kleinen Durchmessers in jeder Einheit mit vier gleichartigen und in den beiden Einheiten in gleicher Winkellago -auf der geneinsamen Läuferwelle 1 befestigten-Polen 11 bis 1-4-und 21 bis 24 ausgerüstet- Der Ständer der Einheit Sl ist durch einen -15 und damit verbunde,iie, mit - nicht gezeichneten -i7,icklungen-ve-rschei!.e Polpaare-Pla./Plb, Plc/P1(I, 2-)3/P3b und P3c/P3d gebildet. Entsprechend besteht der Ständer der Einheit S2 aus einem liantol,2-5-Und damit verbundenen Polpaaren 22a/P2b, P2c/P2d9 P4a/I:>4b und ?4c/P4d,. Dabei sind alle StÜnderpole der einen Einhoit gegenüber, denen der anderen Einheit um, eine halbe Polteilung in ihrer Winkellage versetzt. In bekanAter Weise werden die Wicklungen. der Pole Pla und Plb mitdenen der Pole P1c und Pld gegensinnig in Reihe geschaltet und ebenso die den übrigen-Polpaargruppen P2, P3 und P4 zug eordneten Wicklungen. Auf diese Weise ist es mit einfachen Mitteln und verhältnismäßig geringen Kräften möglich, bei einer wechselweisen Einschaltung der,Wicklungen für die Polpaargruppen Pl. 229 P39 P4, 21 ... eine schrittweise Läuferdrehung im Uhrzeigersinn zu- erfür die Polpaargruppen 219 P4, P3, P2p Pl.... eine schrittweise Läuferdrehung entgegen den Uhrzeigersinn. In entsprechender Weise ist es auch möglich, die Läuferpole anstelle der Ständerpole der einen Einheit gegenüber denen der anderen Einheit umeleine halbe Polteilung versetzt anzuordnen. Auch andere bekannte Schaltungen und andere, insbesondere auch verschiedene Polzahlen für Läufer und Ständer sind in Rahmen der Erfindung möglich. Der-Abstand der E:inheiten voneinander kann in 1,11irklichkeit so gering als für die Unterbringung der Wicklungen möglich gehalten werden. In Fig, 1 ist er lediglich der Anschaulichkeit wegen stark vergrößert.In order to achieve the lowest possible moment of inertia for the rotor, the stepper motor # according to _Fig. 1 formed by two units S1 and S2 - The rotor is relatively small in diameter in each unit with four identical and in the two units in the same angular position - on the common rotor shaft 1 attached - poles 11 to 1-4- and 21 to 24 - the stator of the unit S1 is connected by a -15 and connected to it, iie, with - not shown -i7, winding-ve-rschei! .e pole pairs-Pla./Plb, Plc / P1 (I, 2-) 3 / P3b and P3c / P3d formed. Correspondingly, the stator of the unit S2 consists of a liantol, 2-5 and connected pole pairs 22a / P2b, P2c / P2d9 P4a / I:> 4b and? 4c / P4d ,. All stator poles of one unit are opposite, those of the other unit are offset by half a pole pitch in their angular position. In a known way, the windings. the poles Pla and Plb with those of the poles P1c and Pld connected in series in opposite directions and likewise the windings assigned to the remaining pole pair groups P2, P3 and P4. In this way it is possible with simple means and relatively low forces, with an alternating connection of the windings for the pole pair groups Pl. 229 P39 P4, 21 ... a step-by-step rotor rotation clockwise for the pole pair groups 219 P4, P3, P2p Pl .... a step-by-step counter-clockwise rotation of the rotor. In a corresponding manner, it is also possible to arrange the rotor poles, instead of the stator poles of one unit, offset by half a pole pitch relative to those of the other unit. Other known circuits and others, in particular also different numbers of poles for rotors and stator, are possible within the scope of the invention. The distance between the units can in reality be kept as small as possible to accommodate the windings. In FIG. 1, it is greatly enlarged for the sake of clarity.

Bei Pige 2 ist die prinzipielle Schaltung-der Wicklungen und die Winkelanordnung der Pole div gleiche wie nach -zielen /und bei einer wechselweisen Einschaltung der Vlicklungen Fig. 1.-.Der dort dargestellte- Schrittmotor ist-,zur,--un-- mittelbaren Einstellung einea-,zWeikrUnzigen Typenrades Tl, T2 bestimmt;#dessen Typen-an der axialen Stelle-A zum Ab-- druck -ge:L=gngeii sollen. Derständer des Motorteils S.i is t in der gleichen Weise aufgebaut wie bei Pig. 1. In den zweiten-Motorteil, dermit 821 bezeichnet. i o t unter- scheiden sich die Läuferpole und Wicklungen von denen,des vorhergehenden Beispielis nach Fig, 1 lediglich -dadurch, daß sie un die Breite des Typenkranzes Tl axial länger sind' als jene des-Töiles Sl. Die läuferpole-.reichen (in der ausgezogen gezeichneten Stellung) axi-al von a bis d-. Dadurch wird 6rreicht, daß,.fall#-, durch nichtgezeichnete Mittel das Typenrad zum. Abdruck der auf-dem Kranz T2, befestigten Typen in die Stellung A nach links in die strichpunktiert gezeichnete Lage vercdDben wird, die Stän - derpole von Sl und jene von S21 noch-zu einem der Längender Ständer-- pole des-Teiled SI entsprechenden Betrag die Läuferpole überdecken.- Der gleiche üb-erdeckungsgrad kann auch dadurch erzielt werden, daß bei einer prinzipiellen Anordnung nach Fig 1 die Sta- nderpolo-der-Einheite'n Sl und-S21 um den Betrag-der Kranzbreite-von Tl verläneert werden. Auch eine entsprechende 't,'.aßnalirie bei don Läuferpolen ist-möglich; sie erhöht aber das Trägheitsmom. ent-#des Uufern und ist daher nur ang4ngig,-- wenn dieses, wie an beim Beispiel nach Fig. 2 angenommen ist, für den'jeweillgen Anwendungszweck nicht zu hoch ist. In Pige 2 the principle circuit - the windings and the angular arrangement of the poles div is the same as after -aim / and with an alternating activation of the windings Fig. 1 .-. The stepping motor shown there is, for, - un-- indirect setting of an a-, two-ring type wheel Tl, T2 determined; # its types-at the axial point-A for Ab- Druck -ge: L = gngeii should. The stand of the engine part Si is built up in the same way as Pig. 1. In the second motor part, labeled 821. i o t under- do the rotor poles and windings differ from those des previous example according to FIG. 1 only in that they and the width of the type ring Tl are axially longer ' than that of des-Töiles Sl. The runner-poles-.rich (in the solid drawn position) axi-al from a to d-. Through this it is achieved that, .fall # -, by means not shown the character wheel for. Imprint of the attached to the wreath T2 Types in position A to the left in the dash-dotted line line position is vercdDben, the STAs - of the poles of Sl and those of S21 still - to one of the lengths of the stand-- pole des-Teiled SI corresponding amount the rotor poles cover.- The same degree of cover can also be achieved by this be achieved that with a basic arrangement according to 1 shows the stand polo units S1 and S21 around the Amount - the wreath width - can be extended by Tl. Also one Corresponding 't,' analysis of the rotor poles is possible; she but increases the moment of inertia. un- # of the bank and is therefore only possible - if this, as in the example according to FIG. 2 is assumed, for the respective application purpose not is too high.

Claims

2 atentans p r ü che 1. The electric stepper motor with alternately excited by more than four stator windings stator pole, dadurc, - characterized h that the rotor and stand two axially mutually shifted stepper motor units (S1 and S2; Sll and S21). Bildene at least by a common rotor shaft (1) are connected and that either the successively alternately excited stator pole pairs, of which the odd-numbered are assigned to one unit and the even-numbered to the other unit, or the rotor pole pairs of one unit compared to those of the other unit in their angular position by half Pole pitch are offset from one another.

2. The electric stepper motor of claim 1, characterized in that two runners are of four poles provided (11-149 21 to 24), wherein the poles of a rotor relative to the poles of the other rotor, are each offset by half a Polwinkelabstand and that each rotor cooperates with four stator poles that are alternately effective in their order and axially with the poles of the other stator. cursing. 3. Electric stepper motor for immediate setting an aode-controlled type wheel with two axially rear one another ^ arranged type series according to claim 1, characterized characterized in that the stator poles have such large axial extensions have that they are in both axial positions of the rotor shaft cover assigned rotor poles sufficiently far.