DE1937698A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Fortschalten und ueberschwingungsfreien Stillsetzen eines Schrittschaltmotores - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltungsanordnung zum Fortschalten und überschalingungsfreien Stillsetzen eines Schrittschaltmotores Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Fort schalten und überschalingungsfreien Stillsetzen eines Schrittschaltmotores, dessen Feldwicklungen in Bewegungsrichtung nacheinander beim schrittweisen Fortschalten erregt werden, Elektrische Schrittschaltmotore haben allgemein mehrere Feldwicklungen, von denen mindestens eine erregt ist und den Läufer in einer Ruhestellung hält. Nach dem Umschalten auf die nächste Felduicklung dreht sich der Läufer um den Schrittwinkel in die nächste Ruhestellung weitern Wird der Strom ohne besondere Maßnahme von Feldwicklung zu Felduicklung fortgeschaltet, so schwingt der Läufer über die neue vorgesehene Ruhestellung hinaus und pendelt erst allmählich in diese ein.
• Es ist bereits eine Steuerschaltung zum überschoingungsfreien Stillsetzen des Läufers eines Schrittschaltmotores beschrieben worden, bei dem jeder am Abtrieb ausnutzbare Schritt in eine bestimmte Anzahl von Einzelschritten des Motores unterteilt ist. Die Motorwicklungen werden mit einer Folge élektrischer Impulse bestimmter Dauer und Amplitude derart erregt, daß der Motor ineinanderübergehende Schritte durchführt und in der vorgesehenen Ruhestellung ohne Überschwingen zum Stillstand kommt.
• Die Steuerschaltung für einen derartigen Betrieb des Schrittschaltmotores ist aber sehr aufwendig.
• Die Aufgabe der Erfindung liegt deshalb darin, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei denen das überschuingungsfreie Stillsetzen des Schrittschaltmotores bei einem einzigen Motorschritt möglich ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß kurz bevor der Schrittschaltmotor scine vorgesehene Ruhestellung erreicht, auf die vorhergehende Feldwicklung geschaltet und diese erregt wird, so daß der Läufer des Schrittschaltmotores in seiner Voraaärtsbealegung verzögert wird und in der vorgesehenen Ruhestellung zum Stillstand kommt und daß dann wieder auf die in Beegungsichtung liegende Feldalicklung zurückgeschaltet wird, so daß der Läufer in der neuen vorgesehenen Ruhestellung festgehalten wird.
• Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansteuerschaltung für den elektrischen Schritt schaltmotor, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum überschwingungsfreien Fortschalten des Schrittschaltmotores, Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Drehwinkel W des Motores in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen ist.
• In Fig. 1 sind drei Feldwicklungen für den Schrittschaltmotor vorgesehen, die mit A, B und C bezeichnet sind, Die einen Enden der Feldwicklungen A, 3 und a sind zusammengeschaltet und liegen an einem festen Potential U ano Die anderen Enden der Feldwicklungen A, B und o fübren.je über einen Verstärker VA, B, YC zu je einer bistabilen Kippschaltung BFA, FF3 und yFC. Diese bistabilen Kippschaltungen FFA, FFB und FFC sind ringförmig miteinander ver-1nopnelt, so daß der Markierungszustand einer bistabilen Kippschaltung auf die nächste oder die vorhergehende Kippschaltung verschohen werden kann. Die Bewegungsrichtung wird dabei durch Steuersignale angegeben. Dazu hat jede bistabile Kippschaltung FFA, FFB und FFC je einen Steuereingang für die Vorwärtsbewegung und je einen Steuereingang fiir die Rückwärtsbewegung. Die Steuereingänge für die Vorwärstsbewegung werden durch die Steuerleitung K, die Steuereingänge für die Rückwärtsbewegung erden durch die Steuerleitung R zusainraengefaßt.
• Soll eine Feldwicklung erregt werden, dann wird die entsprechende bistabile Kippschaltung gesetzt, z.B. bei Erregen der Fedwicklung A die bistabile Kippschaltung FFA.
• Soll der Schrittachaitmotor um den Schritt'.äinkel weiter gedreht werden, dann wird der Setzzustand der bistabilen Kippschaltung FFA aul die bistabile Kippschaltung FFB weiter verschoben, so daß die Feldwicklung B erregt ist.
• Die Bevegungsrichtung wird durch einen Impuls an der Steuerleitung für die Vorwärtsbewegung K festgelegt.
• Entsprechend verläuft die Rückwärtsbewegung des Motores, die durch einen Impuls an der Steuerleitung für die Rückwärtsbewegung R bestimmt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum übersciningungsfreien Stillsetzen des Schrittschaltmotores besteht nach Fig. 2 aus einem ODER-Gatter G, einer ersten monostabilen Kippschaltung NS1 und einer zweiten monostabilen Kippschaltung MS2.
• Soll der Notor um einen Schritt weitergeschaltet werden, dann wird auf einen Eingang E der Schaltungsanordnung ein Impuls (Fortschaltimpuls) gegeben. Dieser impuls wird einerseits der ODER-Schaltung G, andererseits der ersten monostabilen Kippschaltung MS1 zugeführt. Da der Ausgang der ODER-Schaltung G direkt mit der Steuerleitung für die Vorwärtsbelsegung K verbunden ist, wird durch die Ansteuerschaltung'auf die nächste in Vorl1ärtsrichtung liegende Feldwicklung geschaltet und diese erregt. Dadurch wird der Läufer des Schrittschaltmotores in Richtung auf diese Feldelicklung beschleunigt. Gleichzeitig wird die monostabile Kippschaltung MS1 angestossen. Nach Ablauf der Kippzeit T1 der monostabilen Kippschaltung MS1 erscheint am Ausgang ein Signal, das einerseits der zweiten monostabilen Kippschaltung MS2, andererseits der Steuerleitung für die Rückwärtsbewegung R zugeleitet liird.Das Signal auf der Steuerleitung für die Rückwärtsbewegung R bewirkt nun, daß wieder die vorhergehende Feldwicklung von einem Strom durchflossen wird und damit erregt wird. Ist also æ.B. zunächst in Vorwärtsrichtung von der Feldalicklung A auf die Feldwicklung B geschaltet worden, dann wird nun wieder auf die Feld'.'icklung A zurückgeschaltet. Nach Ablauf der Kippzeit T2 der zweiten monostabilen Kippschaltung MS2 erscheint am Ausgang dieser Kippschaltung ein Signal, das über die ODER-Schaltung G der Steuerleitung für die Vorwärtsbewegung K zugeführt wird. Dadurch wird wieder auf die nächste in Bewegungsrichtung liegende Beldasicklung umgeschaltet, z.B. wieder auf die Feldwickung B.
• Der Bewegungsablauf des Läufers des Schrittmotores ergibt sich aus dem Diagramm in Fig. 3. Hier ist der Drehwinkel W über der Zeit t aufgetragen. Wie ersichtlich ist, wird über die Kippzeit Ti der ersten monostabilen Kippschaltung MSI der Läufer beschleunigt, dann während der Kippzeit T2 der zweiten monostabilen Kippschaltung MS2 der Läufer verzögert bs er zum Stillstand kommt. Die Kippzeiten 9 und T2 der monostabilen Kippschaltungen MS1 und MS2 müssen auf die Eigenschaften des Motores und der Last (Trägheitsmomente, Reibung und Momentenverlauf) so abgestimmt sein, daß der Läufer des des Schrittschaltmotores nicht über die vorgesehene Ruhestellung hinausschwingt.
• Im Ausführungsbeispiel ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung beschrieben, mit der der Schrittschaltmotor immer nur um einen Schritt weitergeschaltet werden kann. Es ist durchaus möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch dann anzuwenden, wenn der Schrittschaltmotor auf einmal über mehrere Schrittwinkel hinwegläuft und dann erst stillgesetzt wird.
• Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteben darin, daß der verwendete Schrittschaltmotor keine größere Schrittzahl haben muß, als am Abtrieb benötigt wird, daß kein Stillstandsfehler entsteht und daß zum überschwingungsfreien Stillsetzen des Läufers kein Reibungsmoment notwendig ist.
• 3 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (3)

1. P at e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Fortschalten und überschwingungsfreien Stillsetzen eines Schrittschaltmotores, dessen Feldlicklungen in Bewegungsrichtung nacheinander beim schrittvseisen Fortschalten erregt werden, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß kurz bevor der Schrittschaltmotor seine vorgesehene Ruhestellung erreicht hat, auf die vorhergehende Feldwicklung geschaltet und diese erregt wird, so daß der Läufer des Schrittschaltmotores in seiner Vonärtsbewegung verzögert wird und in der vorgesehenen Ruhestellung zum Stillstand kommt und daß dann wieder auf die in Bewegungsrichtung liegende Feldwicklung zurückgeschaltet wird, so daß der Läufer in der neuen vorgesehen Ruhestellung festgehalten wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach dem Verfahren nach Anspruch 1, bei der die Feldwicklungen des Schrittschaltmotores mit einer Ansteuerschaltung verbunden sind, die zur Festlegung der Bewegungsrichtung mit je einer Steuerleitung für die Vorwärtsbewegung und die Rückwärtsbewegung des Schrittschaltmotores versehen ist, g e k e n n z e i c hn e t durch eine ODER-Schaltung (G), die mit ihrem Ausgang mit der Steuerleitung für die Vorwärtsbewegung (K) verbunden ist und an deren einem Eingang die Zortschaltimpulse anliegen, durch eine erste monostabile Kippschaltung (MSi),derem Eingang die Fortschaltimpulse zugeführt werden und an derem Ausgang die Steuerleitung für die Rüchsärtsbewegung-(R) angeschlossen ist, und durch eine zweite monostabile Kippschaltung (MS2), deren Eingang mit dem Ausgang der ersten monostabilen Kippschaltung tMS1)und deren Ausgang mit einem zweiten Eingang der ODER-Schaltung verbunden ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Änsteuerschaltung aus einer der Anzahl der Feld'.'icklirngen entsprechenden anzahl von bistabilen Kippschaltungen (FF) und Verstärkcrn (V) bestcht, daß jede Feldwicklung (A,B,C) über einen Verstärker (V) mit einem Ausgang einer bistabilen Kippschaltung verbunden ist, daß die bistabile Kippschaltung@(FF) zu einen Ring zusammengeschlossen sind und daß jede bistabile Kippschaltung (FF) je einen Takteingang für die Steuerleitung für die Vorwärtsbewegung (R) und einen Takteingang für die Steuerleitung für die Rückwärtsbewegung (R) besitzt.

   L e e r s e i t e