DE19609803C1

DE19609803C1 - Schaltungsanordnung zur Einflußnahme auf die Schrittfrequenz bei der Wicklungsbestromung von Schrittmotorantrieben mit gechopperten Leistungsendstufen

Info

Publication number: DE19609803C1
Application number: DE19609803A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Moeller; Elmar Speck
Original assignee: Bdt Buero- und Datentechnik & Co Kg 78628 Rottweil De GmbH; BDT Buero und Datentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Trinamic Motion Control GmbH and Co KG
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: US5959426A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einflußnahme auf die Schrittfrequenz bei der Wicklungsbestro mung von Schrittmotorantrieben mit gechopperten Leistungsend stufen, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bereits in DE 41 21 617 A1 beschrieben. Die dort beschriebene Schaltungsanordnung dient zur Wicklungsansteuerung von Schrittmotorantrieben, beispiels weise Büromaschinen, Drucker, papierzu- oder abführende Zu satzeinrichtungen für Drucker usw., die extremen Lastschwankungen unterliegen und über keine Encodereinrichtung zur Bestimmung der Rotorposition verfügen und bei denen der schrittgetreue Lauf des Schrittmotorantriebes Vorrang gegen über einer konstanten Schrittfrequenz hat. Die bekannte Schal tungsanordnung liefert ein Fortschaltsignal zur lastangepaßten Beeinflussung der Wicklungsumschaltfrequenz der Schrittmoto ransteuerung und nutzt die Tatsache aus, daß die Impulsbreite der Choppersignale am Ausgang der Leistungsendstufen eine Information über die Stellung der Polräder des Schrittmotors enthält. Zusätzlich ist in der bekannten Schaltungsanordnung ein fest vorgegebenes Zeitfenster realisiert. Ist die Strom flußphase der Choppersignale erstmals kürzer als dieses Zeit fenster, wird dies erkannt und als Wicklungsforschaltkriterium genutzt. Die Schaltungsanordnung liefert damit ein Fortschaltsignal zur lastangepaßten Beeinflussung der Wick lungsumschaltfrequenz für die Schrittmotoransteuerung.

Hierfür weist die bekannte Schaltungsanordnung gechopperte Leistungsendstufen zur Stromspeisung in die Motorwicklungen des Schrittmotorantriebes auf. Diese Leistungsendstufen werden über einen Signalgenerator angesteuert, an dessen Ausgang Phasensteuersignale anliegen. Der Signalgenerator steht ein gangsseitig mit einer sogenannten Chopperimpulsbewertungs schaltung in Verbindung, welcher in einer Rückkopplungsschlei fe logische Chopperimpulse, die an den Leistungsendstufen abgreifbar sind, zugeführt werden. Die logischen Choppersigna le der beiden Leistungsendstufen werden jeweils einem Eingang eines Und-Gliedes der Chopperimpulsbewertungsschaltung zu geführt und damit gleichzeitig bewertet. Da das Tastverhältnis über die Chopperimpulsfolge als Wicklungsfortschaltkriterium allein nicht herangezogen werden kann, weil während der An steuerpausen das Tastverhältnis zu Null wird, ist bei der bekannten Schaltungsanordnung eine spezielle Schaltung reali siert, um ein festes Zeitfenster innerhalb der Chopperimpuls bewertungsschaltung zu erzeugen. Die Dauer des Zeitfensters ist hierbei der Choppercharakteristik des Schrittmotorantrie bes angepaßt. Die Dauer des Zeitfensters ist so konzipiert, daß sowohl während der relativ langen Stromanstiegsphasen zu Beginn der Ansteuerung einer Motorwicklung als auch bei Ablauf der Stromflußphasen vor der optimalen Zahnüberdeckung zwischen Rotorzähnen und Statorzähnen des Schrittmotors das Zeitfenster beendet ist, bevor die jeweilige Stromflußphase ebenfalls abgelaufen ist. Ist jedoch die Stromflußphase erstmals kürzer als die Laufzeit des Zeitfensters, wird dieser Zustand in der Chopperimpulsbewertungsschaltung erkannt und als Wicklungs fortschaltkriterium genutzt.

Problematisch bei dieser Schaltungsanordnung ist die gleich zeitige Bewertung der an die beiden Eingänge des Und-Gliedes angelegten logischen Choppersignale. Hierdurch kann es zu einer Fehlbewertung der Chopperimpulse bei asynchron gechop perten Leistungsendstufen kommen. Dies ist dann der Fall, wenn plötzlich an einem der Eingänge des Und-Gliedes Chopperimpulse auftreten, die für die Bewertung der nächsten Wicklungsum schaltung überhaupt nicht maßgebend sind. Diese augenblicklich jedoch nicht zu bewertenden Choppersignale mit z. B. langen Chopperimpulsen der einen Endstufe können kurze Chopperimpulse der anderen Endstufe überdecken, was nachteilig ist und nicht unverzüglich zur Bildung des Wicklungsfortschaltkriteriums führt. Deshalb kann die tatsächliche Stellung der Polräder nicht exakt wiedergegeben werden, wodurch die Leistungsfähig keit des Motors nicht maximal ausgenutzt werden kann.

Problematisch bei der bekannten Schaltungsanordnung ist des weiteren, daß die Dauer des Zeitfensters mit der Anpassung an die Choppercharakteristik des Schrittmotors vorgegeben ist. Soll die Schaltungsanordnung beispielsweise für einen anderen Motortyp eingesetzt werden, müßte dieses Zeitfenster hardware mäßig an die Choppercharakteristik des neuen Motors angepaßt werden.

Schließlich ist es aufgrund des fest vorgegebenen Zeitfensters nicht möglich, die Dauer des Zeitfensters und damit die Be wertungszeit ohne Hardwareänderung an unterschiedliche Lauf phasen des Schrittmotorantriebes anzupassen. Außerdem ist bei der bekannten Schaltungsanordnung ein Schrittbetrieb des Schrittmotorantriebs dann ausgeschlossen, wenn am Ausgang der Chopperimpulsbewertungsschaltung keine Fortschaltimpulse be reitgestellt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Schaltungsanordnung zur Wicklungsbestromung von Schrittmotorantrieben so weiterzubilden, daß die maximale Überdeckung zwischen den Rotor- und den Statorzähnen zeitlich genauer erkannt und ein fehlerfreies Wicklungsfortschaltsignal am Ausgang der Chopperimpulsbewertungsschaltung zur Wicklungs umschaltung bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Schaltungsanordnung weist vorzugsweise eine Phasenauswahl schaltung und einer Umschalteinrichtung auf, wobei die Phasenaus wahlschaltung ein Phasenselektionssignal bereitstellt, das anzeigt, welches der Phasensignale am Ausgang des Signalgene rators der Schaltungsanordnung zuletzt einen vorgegebenen logischen Zustand aufgewiesen hat.

Die Umschalteinrichtung, im einfachsten Fall ein 1- aus 2- Multiplexer, weist einen ersten Eingang zum Anlegen eines ersten Choppersignales und einen zweiten Eingang zum Anlegen eines zweiten Choppersignales auf. Die Umschalteinrichtung verfügt über einen Ausgangsanschluß, der mit der Eingangs klemme der Chopperimpulsbewertungsschaltung verbunden ist und einen Steueranschluß zum Anlegen des erwähnten Phasenselek tionssignales. Über das Phasenselektionssignal wird gezielt die Umschalteinrichtung so umgeschaltet, daß nur dasjenige Choppersignal an die Chopperimpulsbewertungsschaltung gelangen kann, das für die nächste Wicklungsumschaltung maßgebend ist.

Obwohl die Phasenauswahlschaltung beliebig gestaltet sein kann, bietet es sich an, ein RS-Flip-Flop vorzusehen, an des sen Ausgang das Phasenselektionssignal abgreifbar ist. Hierfür weist das RS-Flip-Flop einen Rücksetzeingang sowie einen Setz eingang auf, die jeweils über eine Anordnung mit einem RC- Glied und einem logischen Gatter an eine Ausgangsklemme des Signalgenerators angeschlossen sind, wobei an diesen Ausgangs klemmen Phasensignale zur Ansteuerung einer Leistungsendstufe des Schrittmotorantriebs abgreifbar sind.

Die Anordnung weist vorzugsweise ein Exlusiv-Oder-Gatter auf, dessen erster Eingang direkt und dessen zweiter Eingang über das erwähnte RC-Glied mit der jeweiligen Ausgangsklemme des Signalgenerators verbunden ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Chop perimpulsbewertungsschaltung mit einem Zeitregister für die zu bewertende Zeitbasis zu versehen, wobei der Registerinhalt des Zeitregisters veränderbar ist. Hierdurch kann die Dauer des Zeitfensters an unterschiedliche Choppercharakteristiken von verschiedenen Schrittmotorantrieben angepaßt werden. Ebenso ist es möglich, mit einer Veränderung des Registerinhaltes des Zeitregisters auf unterschiedliche Laufphasen des Schritt motorantriebs zu reagieren und unabhängig von der Hardware Einfluß auf die Länge des zur Bewertung konzipierten Zeitfen sters zu nehmen. Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, unabhängig von der Bildung des Fortschaltkriteriums eine Wick lungsfortschaltung zu erzwingen.

Vorzugsweise ist der Registerinhalt des Zeitregisters über ein Steuersignal einer Steuereinrichtung, z. B. einen Mikroprozes sor, variierbar. Ein solcher Mikroprozessor steht zweckmäßi gerweise auch mit dem Signalgenerator elektrisch in Verbin dung. Wenn die Chopperimpulsbewertungsschaltung ein Zeitregi ster enthält, dessen Registerinhalt je Motortyp und innerhalb beliebiger Laufphasen veränderbar ist, kann vorteilhafterweise ohne Hardwareänderung die Dauer des Zeitfensters und damit die Bewertungszeit verändert werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Anlaufschaltung vorgesehen, mit der unabhängig vom Wicklungs fortschaltsignal am Ausgang der Chopperimpulsbewertungsschal tung eine Wicklungsfortschaltung erzwungen werden kann. Hier für stellt der bereits erwähnte Mikroprozessor an einer Aus gangsklemme ein Steuersignal bereit, das dem Triggereingang eine untere, schrittmotorabhängige Schrittfrequenz von bei spielsweise etwa 250 bis 350 Hertz des Signalgenerators zur Verfügung stellt. Diese untere Schrittfrequenz wird dem Trig gereingang des Signalgenerators nur dann zugeführt, wenn aus irgendwelchen Gründen kein Wicklungsfortschaltsignal am Aus gang der Chopperimpulsbewertungsschaltung zur Verfügung steht oder genutzt werden soll. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn der eingesetzte Schrittmotor gestartet wird und noch kein auswertbares Fortschaltfreigabesignal gebildet wird oder wenn der eingesetzte Schrittmotor total überlastet wird, keine kontinuierliche Drehbewegung mehr ausführt, so daß das Fort schaltfreigabesignal nicht oder nicht rechtzeitig gebildet wird.

Vorzugsweise sind die Umschalteinrichtungen, die Phasenaus wahlschaltung, der Signalgenerator und die Chopperimpulsbewer tungsschaltung durch einen weiteren Mikroprozessor realisiert.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist in der Lage, über die Bewertung der Chopperimpulsbreite motor- und arbeits punkttypisch den Zeitpunkt zu erkennen, wann die maximale Polüberdeckung der Rotor- und Statorpole des Motors überlaufen ist, so daß eine Wicklungsfortschaltung erfolgen kann.

Dank der Schaltungsanordnung nach der Erfindung beschleunigt der Motor selbständig ohne Vorgabe der Anzahl und Dauer von Beschleunigungsschritten aus einer Grundfrequenz in die Ziel frequenz und reduziert selbständig bei Überlast die Schritt frequenz von der Zielfrequenz bis zur Grundfrequenz, ehe der Motor Schritte verliert. Der Motor beschleunigt auch selb ständig je nach Lastbedingungen wieder in die Zielfrequenz, wenn die Überlastbedingungen entfallen sind.

Eine beispielhafte Schaltungsanordnung nach der Erfindung weist zusammengefaßt eine Schaltungseinrichtung zur Selektion der logischen Choppersignale auf, die im einfachsten Fall ein 1- aus 2-Multiplexer sein kann. Dieser ist eine Chopperimpulsbewertungsschaltung vorgeschaltet. Die Schal tungseinrichtung zur Selektion der Choppersignale wird durch eine Phasenselektionsschaltung gesteuert, die den jeweils letzten Phasenwechsel erkennt und die Signalauswahl so steu ert, daß nur das zur nächsten Wicklungsumschaltung relevante Chppersignal der Chopperimpulsbewertungsschaltung zugeführt wird. Die Chopperimpulsbewertungsschaltung enthält ein Zeitre gister, das die Zeit gespeichert hat, auf die die Chopper impulsbewertungsschaltung die Chopperimpulse überprüft. Der Inhalt des Zeitregisters ist über ein Steuersignal veränder bar, wobei zwischen dem Ausgang eines logischen Und-Gatters, das das Fortschaltfreigabesignal mit einem Timersignal ver knüpft, und dem Eingang des Signalgenerators zur Bildung der Phasensignale zur Ansteuerung der Endstufen ein logisches Oder-Gatter geschaltet ist, über dessen einen Eingang über ein Signal eine Wicklungsfortschaltung ohne Einfluß des Fort schaltfreigabesignals erzwungen werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit vier Figuren anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Signalabläufe in Abhängigkeit der unterschiedlichen Positionen der Polräder des Schrittmotorantriebs. Die in Fig. 2 dargestellten Zeilen zeigen folgendes:

- a: Stellung der Polräder eines Schrittmotores 11 zueinander mit einer vorausgesetzten Drehrich tung, bei der die Rotorzähne von links nach rechts an den Statorzähnen des Schrittmotors 11 vorbeilaufen, wobei
a1: die unterschiedlichen Polradstellungen für die Motorwicklung 1, 2 des Schrittmotors 11 und
a2: die Polradstellungen der Motorwicklung 3, 4 zu den Polradpositionen der Motorwicklung 1, 2 darstellt,
- b: Darstellung des Induktivitätsverlaufes für die Motorwicklungsinduktivitäten L1, 2 (vollausgezo gene Linie)/L3, 4 (gestrichelt gezeichnete Li nie) in Abhängigkeit der Zahnüberdeckung,
- c: Phasensignal PH12 am Ausgang eines Signalgene rators 3 der Schaltungsanordnung zur Ansteue rung der Stromrichtung durch eine erste Lei stungsendstufe 1 für die Motorwicklung 1, 2 des Schrittmotors 11,
- d: das Phasensignal PH34 am Ausgang des Signalge nerators 3 zur Ansteuerung der Stromrichtung durch die Leistungsendstufe 1, 2 für die Motor wicklung 3, 4,
- e: ein am Ausgang der ersten Leistungsendstufe 1 abgreifbares logisches Choppersignal CH12 in Abhängigkeit des Phasensignales PH12,
- f: ein an der zweiten Leistungsendstufe 2 abgreif bares logisches Choppersignal CH34 in Abhängig keit des Phasensignales PH34,
- g: ein Phasenselektionssignal PHS zur Auswahl ei nes der beiden logischen Choppersignale CH12/CH34,
- h: ein in einer Umschalteinrichtung 7 selektiertes Choppersignal CHS, das zeitselektiv die logi schen Choppersignale CH12 bzw. CH34 enthält,
- i: ein Fortschaltfreigabesignal FSF zur Freigabe der nächsten Wicklungsumschaltung in Abhängig keit des Choppersignals CHS und
- j: ein Signal HST eines Taktgenerators, das die Zielfrequenz des Schrittmotors aufweist, zur Freigabe der nächsten Wicklungsumschaltung.

Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der in der Schaltungs anordnung von Fig. 1 enthaltenen Chopperimpulsbewer tungsschaltung und

Fig. 4 die schematische Darstellung der Signalabläufe in der Schaltungsanordnung von Fig. 1 bei unterschied lichen Lastbedingungen.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausfüh rungsbeispieles einer Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines wechselbelasteten Schrittmotors 11, bei dem stark diffe rierende Laststrommomente auftreten dürfen und trotzdem ein optimales Timing der Wicklungsumschaltung für jeden Lastfall fehlerfrei gewährleistet ist, gezeigt. Ein solcher wechselbe lasteter Schrittmotor kann beispielsweise in einem schnellen Nadeldrucker eingesetzt sein, bei dem die zeitliche Folge der Wicklungsumschaltung des Schrittmotors für den Papiertransport selbst bei unterschiedlichen Lastbedingungen (z. B. Leerlauf oder Belastung durch eine Leporelloeinrichtung mit Beleg set zen in Verbindung mit einem aufgesetzten Papierfeeder) fehler frei mit nur einer Ansteuerschaltung realisierbar ist.

Des weiteren kann die Schaltungsanordnung von Fig. 1 auch in einer Belegablageeinrichtung eines Laserprinters eingesetzt werden. Die Belegablageeinrichtung eines Laserprinters, die die bedruckten Belege vom Laserprinter übernimmt und geordnet in Fächern ablegt, benötigt einen geeigneten Schrittmotor antrieb zum Antrieb der Transportrollen. Dabei muß das interne Belegtransportsystem der Belegablageeinrichtung die Belege vom Printer übernehmen und an ein weiteres Transportsystem überge ben, zu dem keine starre mechanische Synchronisation besteht. Da die Belege große Unterschiede, insbesondere in der Bele glänge und im Papiergewicht aufweisen können und es durch mechanische Toleranzen möglich ist, daß die realen Belegge schwindigkeiten der übergebenden und übernehmenden Transport systeme nicht exakt übereinstimmen, kommt es zu extremen Last schwankungen für den Antrieb der Belegablageeinrichtung. Ins besondere, wenn die Belegübernahmegeschwindigkeit der Beleg ablageeinrichtung höher ist als die Übergabegeschwindigkeit des Printers, kann es zur Überlastung des Antriebes der Beleg ablageeinrichtung und zum Schrittverlust kommen bzw. der Schrittmotorantrieb kommt total außer Tritt. Ist die Printer geschwindigkeit niedriger als die Übernahmegeschwindigkeit der Belegablageeinrichtung, soll eine Überlastung des Schritt motorantriebes der Belegablageeinrichtung derart vermieden werden, daß der Schrittmotor außer Tritt gerät oder stoppt.

Zur Realisierung dieser Aufgabe, daß ein Schrittmotor ohne Schrittverlust in weiten Grenzen belastbar ist und selbständig die Schrittfrequenz an die Lastbedingungen anpaßt, wurde ein Ansteuerverfahren entwickelt, bei dem unter Verwendung von gechopperten Leistungsendstufen für die Strombegrenzung in den Motorwicklungen aus der Länge der Chopperimpulse eine Informa tion abgeleitet werden kann, wann die Polräder/Zähne des Schrittmotors die maximale Überdeckung überlaufen haben, so daß ab dem Überlaufen dieser Polradposition eine Fortschaltung der Wicklungskombination für den Schrittmotor möglich oder sinnvoll ist. Eine hierfür geeignete Schaltung zeigt Fig. 1.

Zur Erläuterung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanord nung wird ausdrücklich zum Zwecke der Offenbarung auf die eingangs genannte DE 41 21 617 A1 Bezug genommen. In dieser Druckschrift ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Erzeu gung logischer Wicklungsfortschalt-Informationen für die Wick lungsbestromung wechselbelasteter Schrittmotorantriebe be schrieben. Diese bekannte Schaltungsanordnung wird erfindungs gemäß um verschiedene Schaltungskomponenten erweitert, so daß eine fehlerhafte Bewertung der logischen Chopperimpulssignale CH12, CH34 nicht mehr auftreten kann.

Im einzelnen weist die Schaltungsanordnung von Fig. 1 einen Schaltungsanteil 12 mit einer Chopperimpulsbewertungsschaltung gesamt 4, enthaltend ein Zeitregister 4.1 und eine Chopper impulsbewertungsschaltung 4.2, eine noch zu erläuternde Um schalteinrichtung 7 sowie ein logisches Und-Gatter 5 und ein Oder-Gatter 6 auf.

Die Schaltungsanordnung ist in der Lage, durch eine Bewer tungsschaltung für die Choppersignale ein Fortschaltfreiga besignal FSF zu erzeugen, wodurch bei Überlast Einfluß auf die Schrittfrequenz genommen werden kann, ohne daß Schrittverluste auftreten.

Ausgangsseitig ist das Schaltungsteil 12 mit dem Eingang eines Signalgenerators 3 in Verbindung. Dieser Signalgenerator 3 weist zwei Ausgänge a3.1, a3.2 auf, an denen die in Fig. 2, Zeilen c und d, dargestellten Phasensignale PH12 bzw. PH34 im Betrieb der Schaltungsanordnung zur Stromrichtungsauswahl für je eine gechopperte Leistungsendstufe 1, 2 anliegen. Der Aus gang a3.1 des Signalgenerators 3 ist mit dem Eingang e1 der Leistungsendstufe 1 in Verbindung. Der Ausgang a3.2 ist mit dem Eingang e2 der Leistungsendstufe 2 in Verbindung. An jede der beiden Leistungsendstufen 1, 2 ist, wie in der bereits eingangs erwähnten bekannten Schaltungsanordnung gemäß DE 41 21 617 A1 ein Strommeßwiderstand RS1, RS2, der mit einem An schluß auf Bezugspotential liegt, angeschlossen. An diesen Strommeßwiderständen RS1, RS2 ist jeweils eine Meßspannung US1 bzw. US2 abgreifbar, aus denen sich die Stromflußpausen bzw. Stromflußphasen und damit die einzelnen Chopperimpulse erken nen lassen. Ausgangsseitig sind die beiden Leistungsendstufen 1, 2 jeweils mit drei Ausgängen a1.1, a1.2, a1.3 bzw. a2.1, a2.2, a2.3 versehen. Die beiden Ausgänge a1.1 und a1.2 der Leistungsendstufe 1 sind im vorliegenden Beispiel mit der Serienschaltung der Wicklungen 1, 2 des Schrittmotors und die Ausgänge a2.1 und a2.2 der Leistungsendstufe 2 an die beiden Anschlüsse der Serienschaltung der Wicklungen 3, 4 des Schritt motors 11 geschaltet. An den jeweils dritten Ausgängen a1.3, a2.3 der Leistungsendstufen 1, 2 sind die in Fig. 2, Zeilen e und f, dargestellten logischen Choppersignale CH12 bzw. CH34 abgreifbar.

Die logischen Choppersignale CH12, CH34 werden über jeweils eine eigene Leitung an je eine Eingangsklemme der Umschaltein richtung 7 gelegt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Umschalteinrich tung 7 ein 1- aus 2-Multiplexer mit einem ersten Eingang e7.1, an den das logische Choppersignal CH34 gelegt wird, und mit einem zweiten Eingang e7.2, an den das logische Choppersignal CH12 angelegt wird.

Die Umschalteinrichtung 7 ist mit ihrer Ausgangsklemme a.7 an einen Eingang e4.2 der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2 geschaltet. Durch geeignete Ansteuerung gelangt dank der Um schalteinrichtung 7 entweder das logische Choppersignal CH12 oder das logische Choppersignal CH34 an den Eingang 4.2 der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2, so daß stets nur dasje nige Signal CH12, CH34 der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2 zugeführt wird, das für die nachfolgende Wicklungsumschal tung bezüglich der Chopperimpulsbreite zu bewerten ist. Als Umschaltkriterium dient ein Phasenselektionssignal PHS, wie es in Fig. 2, Zeile g, im zeitlichen Verlauf dargestellt ist.

Das Phasenselektionssignal PHS wird an einen Eingang e7.3 der Umschalteinrichtung 7 gelegt. Dieser Eingang e7.3 ist zugleich der Steuereingang der Umschalteinrichtung 7.

Das Phasenselektionssignal PHS wird in einer geeigneten Pha senauswahlschaltung 14 erzeugt. Die Phasenauswahlschaltung 14 ist dabei so gestaltet, daß das Phasenselektionssignal PHS anzeigt, welches der Phasensignale PH12, PH34 zuletzt einen Pegelwechsel aufgewiesen hat. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wird, wie ein Vergleich der Zeilen c,d und g in Fig. 2 verdeutlicht, das Phasensignal PHS so generiert, daß es immer einen logischen H-Pegel einnimmt, wenn im Signal PH34 ein Pegelwechsel vorausgegangen ist und es stets einen logischen L-Pegel einnimmt, wenn im Signal PH12 ein Pegelwechsel vor ausgegangen ist.

Im einzelnen weist die Phasenauswahlschaltung 14 hierfür ein RS-Flip-Flop 8 mit einem Ausgang a8 und zwei Eingängen e8.1 und e8.2 auf. Der Ausgang a8 ist mit dem Eingang e7.3 der Um schalteinrichtung 7 in Verbindung. Auf dieser Verbindungs leitung wird das Phasenselektionssignal PHS geführt. Der als Rücksetzeingang dienende Eingang e8.1 ist mit einem Ausgang a10 eines Exklusiv-Oder-Gatters 10 in Verbindung. Ein Eingang e10.1 dieses Exklusiv-Oder-Gatters 10 ist an den Ausgang 3.1 des Signalgenerators 3 direkt angeschlossen. Der andere Ein gang e10.2 ist über ein RC-Glied ebenfalls an den Ausgang a3.1 des Signalgenerators 3 angeschlossen. Das RC-Glied weist einen zwischen dem Ausgang a3.1 und dem Eingang 10.2 liegenden Wi derstand R10 auf sowie einen Kondensator C10, der zwischen Bezugspotential und den Eingang e10.2 des Exklusiv-Oder-Gat ters geschaltet ist.

Die beiden Eingänge e9.1 und e9.2 des Exklusiv-Oder-Gatters 9 sind in ähnlicher Weise an den Ausgang a3.2 des Signalgenera tors 3 angeschlossen. Im einzelnen ist der Eingang e9.1 des Exklusiv-Oder-Gatters 9 direkt mit dem Ausgang a3.2 verbunden. Zusätzlich ist dieser Ausgang a3.2 über einen Widerstand R9 an den Eingang e9.2 gelegt. Ein Kondensator C9 ist zwischen Be zugspotential und den Eingang e9.2 geschaltet. Der Ausgang a9 des Exklusiv-Oder-Gatters 9 ist mit dem als Setzeingang die nenden Eingang e8.2 des RS-Flip-Flop 8 verbunden.

Die Schaltungsanordnung von Fig. 1 weist zusätzlich eine geeignete Steuerschaltung, hier einen Mikroprozessor 13, auf. Dieser Mikroprozessor 13 wird intern von einem Taktgenerator gesteuert und nutzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel minde stens drei Ausgangsklemmen a13.1, a13.2 und a13.3 sowie eine Eingangsklemme e13.

Die Eingangsklemme e13 des Mikroprozessors 13 ist mit einer Ausgangsklemme a3.3 des Signalgenerators 3 in Verbindung. Am Ausgang a3.3 liegt ein Signal STEPR an, das als Quittungs signal nach einer erfolgten Schrittausführung dient. Am Aus gang a13.1 steht ein Steuersignal HST zur Verfügung, das die Zielfrequenz der Schrittmotoransteuerung aufweist. Am Ausgang 13.2 steht ein weiteres Steuersignal LST bereit, das eine Grundfrequenz bzw. Mindestfrequenz der Schrittansteuerung aufweist und immer dann wirksam wird, wenn der Schrittmotor 11 aus irgendwelchen Gründen zwangsweise fortgeschaltet werden soll. Mit diesem Steuersignal LST wird somit eine Mindestschrittfrequenz des Schrittmotors 11 erzwungen. Am Ausgang a13.3 des Mikroprozessors 13 ist ein Richtungssignal DIR abgreifbar, das über eine Zuleitung einem Signaleingang e3.2 des Signalgenerators 3 zuführbar ist.

Der bereits erwähnte Schaltungsteil 12 ist weiter in folgender Weise verschaltet: Der Ausgang a13.2 ist mit einem Eingang e4.1 des Zeitregisters 4.1 der Chopperimpulsbewertungsschal tung 4.2 in Verbindung. Die im Zeitregister 4.1 abgespeicherte Zeitbasis t_x ist die Zeit, auf die die Chopperimpulse bewertet werden, ob die Zeitbasis t_x unter- oder überschritten wird.

Die Zeitbasis t_x wird über das Signal LST in das Zeitregister eingeschrieben sind ist bei Bedarf über das Signal LST jeder zeit veränderbar. Die Zeit t_x entspricht dabei der High-Zeit des Signales LST.

Die Chopperimpulsbewertungsschaltung 4 bildet das Fort schaltfreigabesignal FSF, das in Verbindung mit dem Steuer signal HST, das die Zeitbedingung für die maximale Schrittfrequenz vorgibt, über das Und-Gatter 5 zur Wicklungs fortschaltung durch den Signalgenerator führt. Das Signal LST erzwingt eine Wicklungsfortschaltung durch den Signalgenera tor, ohne daß die Bedingungen über das Fortschaltfreigabesi gnal FSF und das Signal HST erfüllt sind. Die Periodendauer des Signales LST bestimmt damit die Grund- oder Anlauffrequenz und über die Dauer des High-Impulses wird die Zeitbasis t_x in das Zeitregister der Chopperimpulsbewertungsschaltung einge schrieben. Zusätzlich ist der Ausgang a13.2 des Mikroprozes sors 13 an einen ersten Eingang e6.1 des Oder-Gatters 6 ge legt. Der zweite Eingang e6.2 dieses Oder-Gatters 6 ist mit einem Ausgang a5 des Und-Gatters 5 verbunden. Der Ausgang a6 des Oder-Gatters 6 ist mit einem Eingang e3.1 des Signalgene rators 3 in Verbindung. Am Ausgang a6 des Oder-Gatters 6 wird das Wicklungsfortschaltsignal bereitgestellt. Eine Ausgangs klemme a4 der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2, an der ein logisches Fortschaltfreigabesignal FSF abgreifbar ist, ist mit einer ersten Eingangsklemme e5.1 des Und-Gatters 5 verbunden. Der zweite Eingang 5.2 des Und-Gatters 5 ist an den Ausgang a13.1 des Mikroprozessors 13 angeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4 ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Ein Taktgeber 4.25 erzeugt eine Taktfrequenz von z. B. 1 MHz. Das Taktsignal liegt direkt am Takteingang C+ des Zählers 4.21 und über ein Und- Gatter 4.11 am Takteingang des Zählers 4.12. Die High-Zeit des Signales LST schreibt die Zeitbasis t_x derart in den Zähler 4.12 und damit in das Zeitregister 4.1, daß mit dem L-H-Über gang des Signales LST in einer Schaltungsstruktur 4.13 ein kurzer Rücksetzimpuls für den Zähler 4.12 gebildet wird, der den Zähler 4.12 rücksetzt und für die Dauer des High-Impulses von LST die Perioden des Taktgenerators 4.25 gezählt werden.

Der Zähler 4.12 behält den Zählerstand solange, bis erneut ein High-Impuls des Signales LST auftritt. Der Vergleichszähler 4.21 wird über das Signal CHS rückgesetzt gehalten, solange CHS low ist. Hierfür ist der Eingang e4.2 über einen Inverter 4.24 an den Rücksetzeingang R des Zählers 4.21 geschaltet. Die High-Zeit des Signales CHS ist durch die Chopperimpulsbewer tungsschaltung zu bewerten. Ist das Signal CHS high, zählt der Zähler 4.21.

Die Ausgänge Qo. . .Qn der Zähler 4.12 und 4.21 sind mit den Eingängen Ao. . .An bzw. Bo. . .Bn eines Größenkomparators 4.22 verbunden, der die Zählerstände der Zähler 4.12 und 4.21 ver gleicht. Mit der High-Low-Flanke des zu bewertenden Chopper signales CHS wird die Ausgangsinformation des Größenkompara tors 4.22 in ein Flip-Flop 4.23 eingeschrieben, an dessen Ausgang Q das Fortschaltfreigabesignal FSF anliegt.

Ist der zu vergleichende Chopperimpuls länger als oder gleich die Vorgabe durch das Zeitregister, wird für das Signal FSF ein Low-Pegel ausgegeben. Ist der zu vergleichende Chopper impuls kürzer als die Vorgabe durch das Zeitregister, wird für FSF ein High-Pegel gebildet.

Die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungs anordnung wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 4 deut lich.

In Fig. 2 sind die für dieses Steuerverfahren charakteristi schen Signalverläufe während der Bestromungsphasen der Motor wicklungen bei High-Speed ohne Überlast dargestellt.

Die Zeilen a1 und a2 zeigen die unterschiedlichen Stellungen der Polräder/Zähne des Schrittmotors während der Ansteuerung der Motorwicklungen und die Zeile b zeigt dabei den Verlauf der Wicklungsinduktivitäten in bezug auf die Stellungen der Polräder/Zähne des Schrittmotors.

Es ist zu erkennen, daß bei der optimalen Überdeckung der Polräder/Zähne des Motors die Induktivität der Motorwicklungen das Maximum hat und nach dem Überlaufen der maximalen Überdec kung wieder abnimmt. Dreht sich der Rotor eines Schrittmotors mit einer hinreichenden Winkelgeschwindigkeit, wird über die Modulation der Wicklungsinduktivität der Energiegehalt der Magnetsysteme des Motors derart verändert, daß die Impuls breite der Chopperimpulse, während der Strom in die Spulen eingespeist wird, nach dem Überlaufen der maximalen Überdec kung der Polräder/Zähne deutlich kürzer ist als vor der opti malen Überdeckung der Polräder/Zähne.

Die tatsächliche Länge der Chopperimpulse während der optima len Überdeckung der Polräder/Zähne ist motorspezifisch und wird durch die elektrischen Betriebsbedingungen des Motors beeinflußt.

Die Zeilen c und d zeigen die Phasensignale PH12 und PH34 zur logischen Ansteuerung der Endstufen 1 und 2.

Die Zeile e zeigt das logische Choppersignal CH12 der Endstufe 1, das in Verbindung mit dem Phasensignal PH12 steht. Die Zeile f zeigt das logische Choppersignal CH34 der Endstufe 2, das in Verbindung mit dem Phasensignal PH34 steht.

Die Zeile g zeigt das Phasenselektionssignal PHS, das aus wählt, welches der Choppersignale CH12 oder CH34 der Chopper impulsbewertungsschaltung 4 über den Multiplexer 7 zugeführt wird. Das selektierte Choppersignal CHS ist in Zeile h dar gestellt.

Die Zeile i zeigt das Fortschaltfreigabesignal FSF, das dann einen High-Pegel annimmt, wenn die Chopperimpulsbewertungs schaltung 4 erkannt hat, daß die Chopperimpulse kürzer sind als die im Zeitregister abgelegte Zeitbasis t_x.

Die Zeile j zeigt das Signal des Steuersignals HST, das die Zielschrittfrequenz für den Schrittmotor 11 vorgibt.

Mit jedem Wechsel der Phasensignale PH12 oder PH34 wird der HS-Timer mit der Zeit t_x gestartet, und das Phasenselektions signal PHS wird so geschaltet, daß das Choppersignal der Chop perimpulsbewertungsschaltung 4 zugeführt wird, das für die nachfolgende Wicklungsumschaltung bezüglich der Chopperimpuls breite zu bewerten ist. War der letzte Phasenwechsel im Pha sensignal PH12, wird das Choppersignal CH34 bewertet. War der vorhergehende Wechsel im Phasensignal PH34, so wird das Chop persignal CH12 bewertet, und der nachfolgende Phasenwechsel erfolgt im Phasensignal PH12. Die Wicklungsfortschaltung wäh rend des ungestörten Laufes mit High-Speed erfolgt ausschließ lich über die Signale HST und FSF. Da ohne Überlast das Signal FSF stets vor Ablauf des HS-Timers gebildet wird, erfolgt die Wicklungsfortschaltung direkt nach dem Ablauf des HS-Timers, so daß der Motor exakt mit der vorgegebenen Schrittfrequenz läuft.

Für den Schrittmotorantrieb der Belegablageeinrichtung wird dem Schrittmotor ein Phasenstrom von 350 mA mit einer maximalen Schrittfrequenz von 600 Hz zugeführt. Der Antrieb ist unter den gegebenen Bedingungen nicht direkt aus dem Stand in die maximale Schrittfrequenz von 600 Hz steuerbar, so daß der Schrittmotor zunächst mit einer Startfrequenz von 300 Hz ge startet wird und sich dann von Schritt zu Schritt in die Ziel frequenz steuert.

In Fig. 4 sind die für die Steuerung des Motors charakteri stischen Signale für die verschiedenen Laufphasen dargestellt.

Über das Signal LST (Zeile a) wird der Motor ohne weitere Zusatzbedingungen angesteuert. Die High-Zeit des Signales LST beinhaltet dabei, wie bereits beschrieben, die Basiszeit t_x, die in das Zeitregister 4.1 der Chopperimpulsbewertungsschal tung 4 eingeschrieben wird. Im konkreten Beispiel beträgt die Zeit t_x=12µs.

Die Periodendauer t_x+t_Ls bestimmt die Anlaufschrittfrequenz von 300 Hz, die für z. B. vier Motorschritte angesteuert wird, um den Antrieb zunächst in eine kontrollierte Bewegung zu verset zen. Die Periodendauer des Signals LST beträgt 3,33 ms., so daß sich eine Anlauffrequenz von 300 Hz ergibt. Jeder L-H- Übergang von LST führt zur Wicklungsfortschaltung durch die Phasensignale PH12 oder PH34 (vgl. Zeilen e,f).

Jeder Phasenwechsel der Signale PH12/PH34 wird durch den Si gnalgenerator 3 mit dem Signal STEPR quittiert und dem Mikro prozessor rückgemeldet.

Durch den Mikroprozessor wird infolge jeder Schrittquittierung durch das Signal STEPR der LS-Timer stets neu gestartet. Wäh rend der Anlaufschritte bleibt das Signal HST des High-Speed- Timers konstant low, so daß die Wicklungsfortschaltung aus schließlich über das Signal LST erfolgt und das Signal FSF, das bereits während der Anlaufschritte gebildet wird, hat keinen Einfluß auf die Fortschaltung der Phasensignale. Nach der Ansteuerung der z. B. vier Anlaufschritte ist der Antrieb in hinreichend kontinuierlicher Bewegung, und das Signal FSF (vgl. Zeile c) ist nutzbar. Mit der Quittierung des letzten Phasenwechsels der Phasensignale PH12/PH34 des letzten Anlauf schrittes über das Signal STEPR wird neben dem LS-Timer mit 3,33 msec. auch der HS-Timer mit 1.66 msec. gestartet, so daß über das HS-Timersignal HST eine maximale Schrittfrequenz von 600 Hz vorgegeben wird.

Die Beschleunigungsphase ist dadurch charakterisiert, daß der HS-Timer HST abgelaufen ist, bevor das Fortschaltfreigabesi gnal FSF nach high geschaltet ist und damit meldet, daß die optimale Überdeckung der Polräder/Zähne im Schrittmotor 11 überlaufen ist.

Wenn beide Signale FSF und HST high sind, wird am Ausgang a6 des Und-Gatters 5 ein High-Pegel erzeugt, der über das Oder- Gatter 6 eine Wicklungsfortschaltung durch den Signalgenerator 3 bewirkt. Dadurch wird die Wicklungsfortschaltung durch den Signalgenerator 3 dann bewirkt, wenn der HS-Timer abgelaufen und die optimale Überdeckung der Polräder/Zähne im Motor 11 überlaufen ist.

Es wird in der Beschleunigungsphase des Motors 11, in der aus der Anlauffrequenz von 300 Hz in die Zielfrequenz von 600 Hz beschleunigt wird, keine feste Anzahl von Schritten mit festen Schrittzeiten vorgegeben. Der Motor 11 wird durch die be schriebene Schaltungsanordnung selbständig je nach Last- und Betriebsbedingungen von der Anlauffrequenz in die Zielfrequenz gesteuert.

Wird das Fortschaltfreigabesignal FSF erstmalig vor Ablauf des HS-Timers (HST) gebildet, ist die Beschleunigung abgelaufen, und die Wicklungsfortschaltung wird über die Zeitbedingung des Signales HST gesteuert. Der Motor 11 läuft dann mit der Ziel frequenz von 600 Hz, die über die Zeit t_Hs=1, 66ms. vorgegeben ist.

Die Phase des konstanten Laufes ist dadurch gekennzeichnet, daß das Signal FSF stets vor Ablauf der Zeit t_Hs des HS-Timers nach high schaltet, so daß die Wicklungsfortschaltfrequenz durch die Zeit t_Hs des HS-Timers bestimmt wird.

Infolge wechselnder Belastungen für den Motor 11 variiert zunächst nur die Zeit, die das Signal FSF vor Ablauf der HS- Timerzeit nach high schaltet, wobei die Schrittfrequenz noch konstant bleibt. Nimmt die Überlast derart zu, daß das Signal FSF erst nach Ablauf der HS-Timerzeit t_Hs nach high schaltet, bestimmt FSF die Wicklungsfortschaltung und die Wicklungsfort schaltfrequenz ist niedriger als durch die Zeit t_Hs vorgegeben wurde.

Die Motorbelastung kann dabei so zunehmen, bis sich die Wick lungsfortschaltfrequenz fast auf die Anlauf- bzw. Grundfrequenz reduziert hat, ohne daß das beschriebene An steuerverfahren verlassen wird. Fällt die mechanische Überlast für den Motor 11 wieder weg, wird der Antrieb selbständig ohne jede Sonderroutine durch den Mikroprozessor 13 in die Ziel frequenz zurückgeführt. Nimmt die Überlast jedoch weiter zu oder schaltet das Fortschaltfreigabesignal FSF nicht nach high, wird nach Ablauf der Zeit t_Ls des LS-Timers das Signal LST für die Dauer t_x nach high geschaltet, das zwangsläufig zur Wicklungsfortschaltung durch den Signalgenerator 3 führt.

Erst wenn die Lastbedingungen für den Schrittmotor 11 so groß sind, daß der Motor der Grundfrequenz von 300 Hz nicht mehr folgen kann, kommt es zum Schrittverlust.

Mit diesem Steuerverfahren ist gewährleistet, daß der Antrieb selbständig aus einer Anlauffrequenz von 300 Hz in der kürzest möglichen Zeit in die Zielfrequenz von 600 Hz beschleunigt wird und bei Überlast die Schrittfrequenz ohne Schrittverlust selbständig so reduziert wird, daß sich ein Gleichgewicht zwischen Motorlast und Motormoment einstellt und nach dem Wegfall der Überlast die Zielschrittfrequenz in kürzest mögli cher Zeit wieder erreicht wird.

Die Bremsphase des Motors, bei der der Motor aus der maximalen Schrittfrequenz von 600 Hz in die Grundfrequenz von 300 Hz gesteuert wird, um aus der Grundfrequenz dann positionsgerecht gestoppt zu werden, erfolgt entweder über das schrittweise Verlängern von t_Hs von 1,66 ms. bis zu 3,33 ms. oder durch das zeitstarre Steuern über das Signal LST des LS-Timers mit eben falls abgestuften Zeiten.

Mit dem beschriebenen Ansteuerverfahren ist es möglich, den Schrittmotor für den Antrieb der Belegablageeinrichtung so zu steuern, daß der Schrittmotor unter den Bedingungen, daß die Übergabegeschwindigkeit der Belege durch den Laserprinter niedriger als die Übernahmegeschwindigkeit der Belegablageein richtung ist, schrittgetreu läuft und nicht außer Tritt gerät.

Bezugszeichenliste

1 erste Leistungsendstufe
a1.1/a1.2 Ausgänge der ersten Leistungsendstufe 1 zum Anschluß der Motorwicklung 1, 2.
a1.3 Ausgang für die logische Chopperinformation der ersten Leistungsendstufe 1.
e1 Eingang der ersten Leistungsendstufe zur Aus wahl der Stromrichtung durch die Motorwicklung 1, 2.
2 zweite Leistungsendstufe
a2.1/a2.2 Ausgänge der zweiten Leistungsendstufe zum An schluß der Motorwicklung 3, 4.
e2 Eingang der zweiten Leistungsendstufe zur Aus wahl der Stromrichtung durch die Motorwicklung 3,4.
3 Signalgenerator
a3.1 Ausgang des Signalgenerators 3 zur Ansteuerung der Leistungsendstufe 1
a3.2 Ausgang des Signalgenerators 3 zur Ansteuerung der Leistungsendstufe 2
a3.3 Ausgang des Signalgenerators 3 zur Quittierung der Schrittausführung
e3.1 Signaleingang des Signalgenerators 3 zur Wick lungsfortschaltung
e3.2 Signaleingang des Signalgenerators 3 zur Rich tungsauswahl
4 Chopperimpulsbewertungsschaltung gesamt
4.1 Zeitregister zum Abspeichern der Vergleichszeit für die Chopperimpulsbewertung
4.11 UND-Gatter
4.12 Zähler
4.13 Schaltungsstruktur zur Erzeugung eines Rück setzimpulses
4.2 Chopperimpulsbewertungsschaltung ohne Zeitregi ster
4.21 Zähler
4.22 Größenkomparator
4.23 Flip-Flop
4.24 Inverter
4.25 Taktgenerator
a4 Ausgang der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2 mit dem Signal FSF zur Fortschaltfreigabe
e4.1 Eingang des Zeitregisters 4.1 mit dem Signal LST zur Einspeicherung der Vergleichszeit
e4.2 Eingang der Chopperimpulsbewertungsschaltung 4.2 für das selektierte Choppersignal CHS
5 Logisches Und-Gatter
e5.1/e5.2 Eingänge des logischen Und-Gatters 5
a5 Ausgang des logischen Und-Gatters 5
6 Logisches Oder-Gatter
e6.1/e6.2 Eingänge des logischen Oder-Gatters 6
a6 Ausgang des logischen Oder-Gatters 6
7 Eins aus Zwei-Multiplexer; Umschalteinrichtung
e7.1, e7.2 Eingänge des Multiplexers 7
e7.3 Selektionseingang des Multiplexers 7
a7 Ausgang des Multiplexers 7
8 RS Flip-Flop
e8.1 Rücksetzeingang des RS Flip-Flops 8
e8.2 Setzeingang des RS Flip-Flops 8
a8 Ausgang des RS Flip-Flops 8
9 Logisches Exklusiv-Oder-Gatter
e9.1, e9.2 Eingänge des logischen Exklusiv-Oder-Gatters 9
a9 Ausgang des logischen Exklusiv-Oder-Gatters 9
10 Logisches Exklusiv-Oder-Gatter
e10.1, e10.2 Eingänge des logischen Exklusiv-Oder-Gatters 10
a10 Ausgang des logischen Exklusiv-Oder-Gatters 10
11 Schrittmotor
12 Schaltungsteil
13 Mikroprozessor
RS1/RS2 Strommeßwiderstände
R9/R10 Widerstände
C9/C10 Kondensatoren
CH12/CH34 Logische Choppersignale
CHS Selektiertes Choppersignal
DIR Richtungssignal
FSF Logisches Fortschaltfreigabesignal
HST Steuersignal für Zielfrequenz
H Logische High-Pegel
L Logischer Low-Pegel
LST Steuersignal für Anlauf- oder Grundfrequenz
L1, 2/L3, 4 Wicklungsinduktivität der Motorwicklungen 1, 2/3, 4 des Schrittmotors 11
PH12,PH34 Phasensignale zur Stromrichtungsauswahl für die Leistungsendstufen 1, 2
PHS Phasenselektionssignal zur Selektion der logi schen Chopperimpulssignale CH12/CH34
STEPR Quittungssignal nach einer Schrittausführung
t Zeit allgemein
t_Hs Zeit des High-speed-Timers
⌀ Polradwinkel des Schrittmotors 11, Drehrichtung
US1 Signalspannung
US2 Signalspannung

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Einflußnahme auf die Schritt frequenz bei der Wicklungsbestromung von Schrittmotor antrieben mit gechopperten Leistungsendstufen (1, 2), die jeweils von richtungsabhängigen, logischen Phasen signalen <PH12, PH34) eines Signalgenerators (3) für die Stromeinspeisung in die Motorwicklungen des Schrittmo torantriebes ansteuerbar sind und mit einer Chopperim pulsbewertungsschaltung (4.2), welcher an den Lei stungsendstufen (1, 2) ausgangsseitig abgreifbare, logi sche Choppersignale (CH12, CH34) zuführbar sind und die aus der Impulsbreite der Choppersignale (CH12, CH34) jeweils einen Fortschaltimpuls (FSF) zur Bestromung der folgenden Wicklung ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Chopperimpulsbewertungsschaltung (4.2) ver bundene Einrichtung (7, 14) vorgesehen ist, die immer nur diejenigen Choppersignale (CH12, CH34), welche je weils zur Ausgabe des Fortschaltimpulses (FSF) maßgebend sind, an die Chopperimpulsbewertungsschaltung (4.2) wei terleitet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (7, 14) eine Phasenaus wahlschaltung (14) und eine Umschalteinrichtung (7) auf weist, daß die Phasenauswahlschaltung (14) ein Phasense lektionssignal (PHS) bereitstellt, das anzeigt, in wel chem der Phasensignale (PH12, PH34) zuletzt ein Wechsel der logischen Pegel stattgefunden hat, und daß die Um schalteinrichtung (7) einen ersten Eingang (e7.1) zum Anlegen eines ersten Choppersignales (CH34) und einen zweiten Eingang (e7.2) zum Anlegen eines zweiten Chop persignales (CH12), einen Steueranschluß (e7.3) zum An legen des Phasenselektionssignales (PHS) und einen Aus gangsanschluß (a7), der mit einem Eingang (e4.2) der Chopperimpulsbewertungsschaltung (4.2) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umschalteinrichtung (7) ein 1-aus 2- Multiplexer ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Phasenauswahlschaltung (14) ein RS-Flip-Flop (8) aufweist, mit einem Ausgang (a8), an welchem das Phasenselektionssignal (PHS) abgreifbar ist, und mit einem Rücksetzeingang (e8.1) sowie einem Setz eingang (e8.2), die jeweils über eine Anordnung mit ei nem RC-Glied (R9, C9; R10, C10) und einem logischen Gat ter (9; 10) an einen Ausgang (a3.1, a3.2) des Signalge nerators (3), an welchen ein Phasensignal (PH34; PH12) abgreifbar ist, angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das logische Gatter jeweils ein Exklusiv- Oder-Gatter (9; 10) aufweist, dessen erster Eingang (e9.1; e10.1) direkt und dessen zweiter Eingang (e9.2; e10.2) über das RC-Glied (R9, C9; R10, C10) mit dem je weiligen Ausgang (a3.2; a3.1) des Signalgenerators (3) verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (13) vor gesehen ist, der mit dem Signalgenerator (3) in Verbin dung steht.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Chopperimpulsbewertungsschaltung (4) ein Zeitregister (4.1) aufweist, daß das Zeitregi ster (4.1) mit dem Mikroprozessor (13) verbunden und der Registerinhalt durch ein vom Mikroprozessor (13) be reitstellbares Anlauffrequenzsignal (LST) variierbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Signalgenerator (3) einen Trigger eingang (e3.1) aufweist, daß der Triggereingang (e3.1) mit einem Ausgang (a6) eines Oder-Gatters (6) verbunden ist, daß ein erster Eingang (e6.1) des Oder-Gatters (6) mit dem Eingang (e4.1) des Zeitregisters (4.1) verbunden ist und weiterhin Verbindung zu einem Ausgang (a13.2) des Mikroprozessors (13) hat, an welchem das Steuer signal (LST) abgreifabr ist, daß ein zweiter Eingang (e6.2) des Oder-Gatters (6) mit einem Ausgang (a5) eines Und-Gatters (5) verbunden ist, daß ein erster Eingang (e5.1) des Und-Gatters (6) mit einem Ausgang (a4) der Chopperimpulsbewertungsschaltung (4.2) und ein zweiter Eingang (e5.2) des Und-Gatters (5) mit einem Ausgang (a13.1) des Mikroprozessors (13) verbunden ist, an wel chen ein Zielfrequenzsignal (HST) der Schaltungsanord nung abgreifbar ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7, 14) und die Chopperimpulsbewertungsschaltung (4) durch einen Mikroprozessor realisiert sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Mikroprozessor einen Signalgenerator enthält.