DE2121432A1 - Schrittschaltmotoreinheit - Google Patents

Description

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DR. ING. E. HOFFMANSf - DIPL. ING. W. EITXE · DB. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 - ARABEUASTRASSE 4 - TElEfON (08Π) 911087

ULTRA ELECTRONICS LIMITED, London/England

Schrittschaltmotoreinheit

Die Erfindung betrifft eine Schrittschaltmotoreinheit, insbesondere eine solche zum Antreiben von Zahnrädergetrieben und an Stellen, an denen eine hohe Genauigkeit der Lagebestimmung nötig ist, wobei der Schrittschaltmotor eine Vielzahl von Statorspulen und einen permanentmagnetischen Rotor aufweist.

Konventionelle Schrittschaltmotoren werden in der Weise angetrieben, dass sich der Rotor je nach Anzahl der Magnetpole in Einzelschritten bewegt. Bis jetzt

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ist es unmöglich gewesen, den Rotor tatsächlich in einer Lage zwischen den Ruhestellungen anzubringen, welche von der Anzahl der Magnetpole und ihrer Lage am Rotor bestimmt sind. Wegen der einzeln erfolgenden Bewegungen des Schrittschaltmotors wird die Genauigkeit der Lagebestimmung durch einen Zahnrädergetriebe-Ausgang von dem Übersetzungsverhältnis und der Grosse der Einzelschritte bestimmt.

Bei bestimmten Verwendungsarten, wie z.B. bei Flugzeugen werden bis jetzt für die genaue Lagebestimmung zu-" sätzliche Getriebe benötigt, die teuer sind und Grosse und Gewicht der Anlage vermehren, was beides hoch im Kurs bei modernen Flugzeugen steht.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schrittschaltfflotoreinheit vorzusehen, bei der die Einzelschritte beseitigt sind und eine vollständige Lagesteuerung für den Rdtor erreicht ist.

Erfindungsgeiqäss wird dies dadurch erreicht, dass Elemente zur Differentialerregung der Statorspulen vorgesehen sind, durch welche jeder vorbestimmte sich ergebende magnetische Vektor zur Beeinflussung des permanentmagnet ischen Rotors erzeugbar ist.

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Anschliessend wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung beschrieben, welche eine Schrittschaltmotoreinheit zeigt.

Die Figur zeigt einen Oszillator 1, welcher an einem mittleren Schenkel 3 eine angebrachte Wicklung 2 einer Magnet anordnung 4 zum Feststellen der Lage antreibt.

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Der vom Schenkel 3 ausgehende Magnetkreis wird mittels eines Weieheisen-Flügels 5 und der Schenkel 6, 7 und 8 je nach Lage des Flügels 5 vervollständigt. Die Wicklungen 9, Io und 11 sind an den Schenkeln 6, 7 und 8 jeweils so angebracht, dass das modulierte magnetische Feld der Anordnung zum Feststellen der Lage den Wicklungen ein Signal induziert, dessen Grosse vom Kopplungsgrad zwischen dem zentralen Schenkel 3 und den im gleichen Abstand voneinander angeordneten peripherischen Schenkeln 6, 7 und 3 abhängt. Der Flügel 5 ist auf einer von einem Motor angetriebenen Welle 12 angebracht, so dass die aus den Windungen 9, Io und 11 erhaltene Information die Lage des Rotors des (bei 15 schematisch dargestellten) Schrittschal tmotors bezeichnet. Das Motordrehzahl-Bedarfssignal wird durch eine Klemme 15 den Antriebs spulen 14 mitlas dreier Verstärker 16, 17 und 18 eingegeben, die jeweils durch die Wicklungen 9» Io und 11 mit der Anordnung 4 zum Feststellen der Lage verbunden sind.

Der Flügel 5 weist eine solche Profilierung auf, dass die Überschneidung der Schenkel 6, 7 und 8 bewirkt, dass die Wicklungen 9, Io und 11 teilweise erregt werden und die Wicklungen 14 antreiben, so dass ein magnetischer Vektor erzeugt wird, der die Summe der von den Verstärkern 16, 17 und l8 erzeugten Antriebsspannungen ausmacht. Durch Veränderung der Spannungen in den Antriebsspulen kann der sieh ergebende Vektor laufend um 36o° verändert werden, um auf diese Weise die durch den geschalteten Antriebsstrom erzeugten Einzelschritte zu beseitigen.

Es ist einleuchtend, dass der Flügel 5 auch aus einer vollen Platte mit profilierter Stirnseite bestehen kann, so dass der Luftzwischenraum zwischen den Polflächen

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der Schenkel 6, 7 und 8 sich mit der sich verändernden Lage des rotierenden Flügels 5 verändert. Es kann aber auch die Überschneidung und der Luftzwischenraum bzw. der magnetische Widerstand des Flügels geändert werden, so dass das sich allmählich verändernde Lagesignal aus der Feststellanordnung 4 erhalten werden kann.

Ein erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber bekannten Motoren besteht darin, dass das Eingangssignal bei der vorliegenden Erfindung eine digitale Form haben kann, wie sie z.B. von einem digitalen Rechner abgegeben wird, und dass der Schrittschaltmotor so angeordnet ist, dass er sich in unendlich kleinen Schritten bewegt.

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Claims (3)

212H32 Patentansprüche

1.) Schrittschaltmotoreinheit, die eine Vielzahl von Statorspulen und einen permanentmagnetischen Rotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente zur Differentialerregung der Statorspulen (l4) vorgesehen sind, durch welche jeder vorbestlmmte sich ergebende magnetische Vektor zur Beeinflussung des permanentmagnetischen Rotors (1J3) erzeugbar ist.

2. Schrittschaltmotoreinheit gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisches Spannungsabnahmegerät (4) vorgesehen ist, welches mit dem Rotor (13) gekoppelt und mit den Verstärkern (16, 17, 18) zum Steuern der Erregung des Rotors (13) verbunden ist.

3. Schrittschaltmotoreinheit gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Spannungsabnahmegerät (4) einen Oszillator (l) enthält, der eine Primärspule (2) an einem mittleren Schenkel (3) eines stationären Magnetkerns erregt, dass Sekundärspulen (9> lo, 11) an Seitenschenkeln (6, 7* 8) des Kerns so angeordnet sind, dass sie von einem Weicheisen-Flügel (5) an der Motorwelle (12) erregt werden, und dass die Sekundärspulen (9, lo, 11) mit den Verstärkern (16, 17, 18) verbunden sind.

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