DE2204537A1 - Verfahren und Steuereinrichtung zur Erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, insbesondere für Schrittmotoren in Positionier- und/oder Lageregelkreisen - Google Patents

Verfahren und Steuereinrichtung zur Erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, insbesondere für Schrittmotoren in Positionier- und/oder Lageregelkreisen

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DE2204537A1 DE19722204537 DE2204537A DE2204537A1 DE 2204537 A1 DE2204537 A1 DE 2204537A1 DE 19722204537 DE19722204537 DE 19722204537 DE 2204537 A DE2204537 A DE 2204537A DE 2204537 A1 DE2204537 A1 DE 2204537A1
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Starkstrom Anlagenbau VEB
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Description

  • Verfahren und Steuereinrichtung zur Erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, insbesondere für Schrittmotoren in Positionier-und/oder Lageregelkreisen Die erfindung betrifft ein Verfahren und eine Binrichtung zur erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, wie sie fUr den Betrieb elektrischer Schrittmotoren in Positionier- und Lageregelkreisen im Bereich oberhalb der maximalen Start- bzw, Bremsfrequenzen erforderlich sind.
  • Es ist bekannt, daß elektrische Schrittmotoren nur bis zu relativ niedrigen Frequenzen aus dem Stillstand sprunghaft aufgegebenen Frequenzänderungen fehlerfrei zu folgen vermögen und auch. umgekehrt nur ton einer begrenzten oberen Frequenz aus dem LauS sprunghaft stillgesetzt werden können. Diese zulässigen Frequenzen werden als maximale Start bzw. Bremsfrequenzen bezeichnet, Sicherer Anlauf und sicheres Abbremsen mit darüber liegenden Schrittfrequenzen ist nur bei zeitlieh kontinuierlicher Steigerung bzw. Senkung der Frequen möglich.
  • Bekannt sind die in der Zeitschrift "Control Engineering" vorn August 1967 veröffentlichten Verfahren und Binriclltungen zur Selbststeuerung von Schrittmotoren, die sicheren und fehlerloses Beschleunigen und Verzögern von hohen Schrittfrequenzen aus ermöglichen.
  • Dort wird die Impulsfrequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators in Abhängigkeit von einem der augenblicklichen Drehzahl des Schrittmotors proportionalen Signal gesteuert. Dabei wird die drehzahlproportionale Spannung entweder einem Tachodynamo entnommen oder mittels einer speziellen Schaltung aus den in den Motorwicklungen induzierten Spannungen abgeleitet.
  • Ferner sin in derselben Zeitschritt zwei digitale Verfahren samt Einrichtungen besohriebens bei denen die Schritt impulse für den Motor von einem mit der Motorwelle gekuppelten rotatorischen Impulsgenerator geliefert werden. Bei diesen Anordnungen wird die Steuereinrichtung des Schrittmotors erst dann um einem Schritt weitergeschaltet, wenn sich der Rotor um einen vollen Schritt weitergedreht hat. Durch Impulsverschiebung, -verzögerung oder Eingabe zusätzlicher Steuerimpulse von außen können Betrag und Vorzeichen der Beschleunigung beeinflußt werden. Die Wirkunbsweise der beiden letztgenannten Einrichtungen entspricht der eines Gleichstrom motors mit elektronischem Kommutator, wobei der rotatorische Impulsgenerator die Funktion des Rotorlagegebers erfüllt. Allen genannten Verfahren ist der Nachteil gemeinsam, daß die zusätzliche äußere Rückführung der Rotorgeschwindig keit bzw. der Rotorlage mit der zugehörigen ignalverarbeitung den gesamten Antrieb kompliziert. Durch die Rückführung der leistungsschwachen Steuersignale vom Motor zur Steuereinrichtung wird gleichfalls noch die Störempfindlichkeit erhöht. Nachteilig wirkt sich außerdem das zusätzliche Massenträgheitsmoment des Drehzahlgebers bzw. des rotatorischen Impulsgebers aus welches insbesondere bei kleinen Schrittmotoren das gesamte Massenträgheitsmoment betrachtlich erhöhte dadurch treten erhebliche Vergrößerungen der Deschleunigungs und Verzögerungszeiten auf.
  • Neben den Verfahren und Einrichtungen zur Selbststeuerung, die also äußere Ruckführungen verwenden sind Verfahren und Binrichtungen zur Fremdsteuerung von Schrittmotoren allgemein be kannt, bei denen ein die Schrittimpulse erzeugender, steuerbarer Oszillator nach einer kontinuierlichen Zeitfunktion gesteuert wird.
  • dazu ist eine Anordnung bekannt (WD-OS 1 922 998), bei der diese einfachen Exponentialfunktionen mit digitalen Mitteln näherungsweis e erzeugt werden. In diesen Fällen zählt ein Vor-RUckwärts-Zähler die von einem auf die jeweils stationäre Schrittfrequenz eingestellten Oszillator ausgegebenen Impulse vorwärts und die von einem zweiten steuerbaren Impulsgenerator an den Schrittmotor ausgegebenen Schrittimpulse rUckwärts. Der Eingang des zweiten Impulsgenerators ist mit den Ausgängen des Vor-RUckwärts-Zählers so verbunden, daß dessen Frequenz proportional den Inhalt des letztgenannten Vor-Rückwärts-Zählers ist. Mit dem Zähler als digitaler Integrator und der direkten, negativen RE¢kkopplung des Ausganges des zweiten Impulsgenerators entsteht beim Beschleunigen und Verzögern eine um eine Exponentialfunktion mit negativen Exponenten verlaufende Treppenkurve der Schrittfrequenz.
  • Zu den Mängeln der analogen Erzeugung einfacher Exponentialfunktionen tritt als weiterer Nachteil der hohe Schaltungsaufwand dieser digitalen Steuereinrichtung.
  • Bei einem weiteren bekannten Anlauf- und Bremsverfahren (GB-Pat. 1 048 065) werden unter Verwendung eines zusätzlichen Zählers von den ersten vier Impulsen des mit konstanter Frequenz arbeitenden Impulsgenerators der zweite und vierte Impuls unterdrückt und nach Ausgabe des Stop-Signales am Ende in größeren Zeitabständen wieder zugefügt.
  • Man erhält so lediglich e?'fle Treppenfunl.tion der Frequenz' die in zwei Stttfen auf den stationäre: Wert springt. Dieses Verfahren läßt nur Schrittfrequenzen von maximal zweifacher Start frequenz zu und ist bei erträglichem Aufwand auf Schrittmotoren mit kleinen Schrittfrequenzen begrenzt. Zeitoptimale Anlauf- und Bremsvorgänge können nicht erzielt werden. Nachteilig ist außerdem daß die Schrittmotoren bei sprungförmiger Frequenzänderung stark zum Schwingen angeregt werden Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der genannten. Verfahren und Einrichtungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Steuerung der Anlauf- und Bremsvorgänge von Schrittmotoren zu schaffen, bei dem unter Vermeidung zusätzlicher Drehzahl- und Lagemeßglieder sowie äußerer RUckführungen den jeweiligen Antriebsverhältnissen anpaßbare Zeitverläufe der Schrittfrequenz zu schaffen die das maximale Beschleunigungs- und Verzögerungsverm ögen des Schrittmotores ausnutzen und für alle Frequenzen sehr kurze Anlauf- und Bremszeiten ermöglichen Die Aufgabe wird nach dem Verfahren dadurch gelöst, daß die Beschleunigungsvorgänge unabhängig von der jeweils eingestellten stationären Frequenz stets nach der Kurve der maximal zulässigen Frequenzänderungs geswindigkeit bis zur eingestellten stationären Frequenz gesteuert werten ünd bei: Erreichen dieses Wertes der Beschleunigungsvorgang abgebrochen wird, und daß die Schrittfrequenz beim Verzögern der Antriebe nach einer aus der Uberlagerung einer linearen Funktion und einer Exponentialfunktion mit negativen Exponenten entstehénden Zeitfunktion, die einer Exponentialfunk tion mit t positivem Exponenten, aber negativem Vorzeichen, weitgehend nahe kommt verringert wird.
  • Die Steuereinrichtung zur DurchfUhrung des Verfahrens ist dadurch gekennze chneta daß beim Zeitfunktionsgeber zwischen einen über Ladewiderstand und Schalter an eine Spannungsquelle anschließbaren Hauptkondensator und den Eingang des Impulsgenerators ein Begrenzungsglied geschaltet ist, dessen Begrenzungshöhe durch eine der gewillischten stationären Frequenz entsprechende Spannung oder durch einen entsprechenden Strom einstellbar istw ünd daß der mit dem Eingang des Begrenzungsgliedes verbundene Anschluß des Hauptkondensators oder der Ausgang des Begrenzungsgliedes mit einer Vergleicherschaltung verbunden ists deren Ausgang mit dem Steuereingang einer Torschaltung verbunden ists deren Eingang mit dem Ausgang einer steuerbaren Stromquelle und deren Ausgang mit dem Kondensator verbunden istt und daß dem Steuereingang der Stromquelle Mittel zur Erzeugung der gewünschten Zeitfunktion des Kondenator-Entladestromes vorgeschaltet sindt die durch einen Steuerbefehl "Verzögerung" auslösbar sind.
  • Weitere besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprtlchen und der Beschreibung erläutert.
  • Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen in erster Linie in der mit einfaches technischen Mitteln realisierbaren Verkürzung der Positionierzeiten, die durch weitgehende Ausnutzung der in jedem Arbeitspunkt zulässigen Beschleunigungen bzw Verzögerungen erreicht wird. Das Verfahren ist für alle Schrittmotoren anwendbar, und die Einrichtung bietet die Möglichkeit, die zeitlichen Frequenzverläufe durch entsprechende Einstellung der einzelnen Parameter individuell an die jeweiligen Schritts motoren und Betriebsbedingungen so anzupassen, daß optimale Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge erzielt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei spiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zefehnungen zeigen: Fig 1 : Zeitverläufe der Schrittfrequenz bei Positioniervorgängen, Fig 2 : das prinzipielle Wirkungsschema der erfindungsgemaßen EinrichtungS Fig 3 : des Schaltbild eines Ausführungsbeispieles, in dem bis auf den Unteranspruch 18 alle Ansprüche bezüglich der Einrichtung verwirklicht sind., Fig 4 : Beispiele der mit dem Ausführungsbeispiel von Fig 3 erzielbaren Zeitverläufe der Spannung, Fig 5 : eine Ergänzung des Ausführungsbeispieles von Fig 3 zur Verwirklichung des Anspruches 18.
  • Zu Fig 1 sind die Zeitverläufe beim Positionieren mit der stationären Schritt frequenz fstatl mit der ersten Ziffer 1 und die mit der stationären Schrittfrequenz fstat2 entsprechend mit 2 bezeichnet.. Bei den Ziffern angehängten Buchstaben kenn£eichnen a die zulässigen Verläufe, b die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbaren Verläufe, c ein Beispiel der nach bekannten Verfahren erreichten Frequenzverläufe.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Beschleunigen die Schrittfrequenz unabhangig vom jeweiligen stationären Endwert stets nach der gleichen Exponentialfunktion geändert, die beispielsweise im Falle der stationären Prequenz fstati im Zeitpunkt tb1b erreicht wird. Bei der kleinsten station ären Frequenz fstat2 wird der in gleicher Weise verlaufende Beschleunigungsvorgang bereits nach der Zeit tb2b abgebrochen. Die mit dem Verfahren erzielten Verläufe sind mit den zulässigen identisch. Beim Beschleunigen gemäß den Kurven lc und 2c entstehende Zeitverluste'sind deutlich eu erkennen. Die beim Verzögerungsvorgang erfindungsgemäß aus der Überlagerung einer linearen Funktion 1b" bzw. 2b" und einer Exponentialfunktion mit negativen Exponenten sind in Fig 1 mit 1b bzw.
  • 2b bezeichnet. Die Frequenz wird nach Erreichen der "Schleichfrequenz" fschleich bis zum Einfahren in den Zielpunkt konstant gehalten. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Verzögerüngsverläufe 1b bzw. 2b kommen den zulässigen Verläufen ia bwr. 2a weitgehend nahe und der Zeitgewinn gegen-Uber den bekannten Verfahren ist aus dem Vergleich der Kurven Ib bzw. 2b mit 2c ersichtlich. So steht z.B. der Zeit tv2bvom Beginn des Verzögerns bis zum Erreichen 4es Zielpunktes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die fur den gleichen Vorgang bei bekannten Verfahren erforderliche Zeit tv2c gegenüber.
  • In dem in Fig 2 dargestellten allgemeinen Ausiührungsbeispiele der Einrichtung ist der Hauptkondensator C 1 Uber den Ladewiderstand R 8 und den über den Ein£ng E 2 ansteuerbaren Schalter 1 mit dem an einer Gleichspannung liegenden Eingang B 1 verbunden. Das dem Hauptkondensator C 1 nachgeschaltete Begrenzungsglied 2 begrenzt die am Ausgang A 1 ausgegebene Spannung auf einen am Eingang E 5 ngestelltens der gewünschten stationären Schrittfrequenz entsprechenden Wert. Der Ausgang A 1 ist einerseits mit dem Steuereingang des Impulsgenerators 7 und andererseits mit dem Vergleicher 4 verbunden, an dessen Eingang E 4 außerdem ene der Schleichfrequenz entsprechende Spannung liegt. Der Ausgang des Vergleichers 4 ist zum Tor 3 geführt und hält das Tor 3 geöffnet solange die Spannung am Ausgang A 1 größer als die am vergleichseingang E 4 liegende, der Schleichfrequenz entsprechende Spannung ist. Tor 3 verbindet den Hauptkondensator C 1 mit der Stromquelle 5, der der Zeitfunktionsgeber 6 vorgeschaltet ist. Während des BeschleAnigungsvorganges und bei Abgabe konstanter Frequenz liegt am Eingang E 2 ein Betätigungssignal für den Schalter 1. An E 3 liegt ke:n Signals wodurch der Zeitfunktionsgeber 6 die Stromquelle 5 geschlossen hält. Der Verzögerungsvorgang wird durch Verschwinden des Beschleunigungssignals an z 2 und Aufgabe des Verzögerungssignals an E 3 eingeleitet. Dabei wird der Hauptkondensator C 1 dadurch den vom Funktionsgeber 6 nach einer zusammeiigesetzten Exponentialfunktion gesteuerten Strom der Quelle 5 entlade, bis Vergleicher 4 das Tor 3 schließt.
  • Der Entladevorgang des Hauptkondensators wird dadurch abgebrochen, und die Spannung am Ausgang A 1 bleibt auf dem der Schl eichfrequenz entsprechenden gowt'\ilschten Wert stehen. Das Stillsetzen des Schrittmotors in der vorgegebenen Zielposition erfolgt gewöhnlich durch Unterbrechen der Schrittinpulse.
  • Dessen ungeachtet, ist ein Stilisetzen des Schrittmotors prinzipiell auch durch Einstellen der Schleichfrequenz "Null" am Eingang E 4 möglich.
  • Ein Ausführungsbeispiel, in dem die Merkmale der Unteransprüche 3 bis 17 verwirklicht sind, ist in Fig 3 dargestellt. Hier sind alle Schalter mit Transistoren verwirklicht, Die Ansteuerung erfolgt über die Eingänge E 2 und 2 6 mit O/L-Signalen negativer Spannung. R 8 ist der Ladewiderstand des TZuptkondensators C 1. Die Funktion des Begrenzungsgliedes 2 (Fig 2) wird von der Diode D 4 (Fig 3Y Ubernormen, deren Katode mittels des niederohmigen Potentiometers P 1 mit einer der stationären Sohrittfrequenz entsprechenden Spannung vorgespannt ist.
  • Solange die Spannung am Hauptkondensator C 1 kleiner als der mittels Potentiometer P 1 eingestellte Wert ist, sperrt Diode D 4, und der Verlauf der Kondensatorspannung erscheint über den nachgeschalteten Emitterfolger T 6 am Ausgang A 1. Erreicht die Spannung am'Hauptkondensator den mittels Potentiometer P 1 eingestellten Wert, schaltet Diode D 4 durch und verhindert, da P 1 hiederoh mig im Vergleich zu R 8 ist, ein weiteres Ansteigen der Spannung des EIauptZ kondensators C 1. Die mit dem Hauptkondensator C 1 in Reihe liegende Diode D 3 erzeugt in Verbindung mit dem Widerstand R 20 die Spannung der Totzone in der Steuer-Xenlinie des nachgeschalteten Impulsgenerators.
  • Der Steuerbefehl "Beschleunigung" wird als L-Signal (negative Spannung) auf den Eingang B 2 des den Schalter 1 in Fig 2 darstellendens von den Widerständen Rl; R2; R3; und de m Transistor T 1 gebildeten Schalter gegeben. P 2 ist der Spannungsteiler mit dem über den Emitterfolger T 2 und den Widerstand R 5 die maximale Ladespannung des Hauptkondensators C 1 begrenzt wird.
  • Zum Schutz des Transistors T 2 ist dem Potentiometer P 2 der Festwiderstand R 3 vorgeschaltet.
  • Solange am Eingang E 2 L-Signal liegt, ist der aus den Widerständen R9; R10; Ril und dem p-n-Transistor 2 3 gebildete Schalter durchgesteuert. Der mit de m Kollektor von Transistor T 3 verbundene Spannungs teiler R 12/ R 13 liegt dann mit R 12 nahezu auf O-Potentialt so daß der am Teilerpunkt angeschlossene Widerstand R 14 auf positivem Potential liegt. Der Widerstand R 14 ist andererseits mit dem Emitter des Transistors T 4 verbunden1 dessen Basis auf einem durch den Spannungsteiler R 15/ T 16 einstellbaren niederen positiven Potential liegt. Dadurch ist Transistor T 4 gesperrt.
  • Der Yerzögerungsvorgang wird mittels O-Signal am Eingang E 2 ausgelöst, Daraufhin schaltet Transistor T 1 durch und schaltet den veränderlichen Widerstand R 4 parallel zum Ausgang des Spannungsteilers P 2* Der Widerstand R 4 wird zweckmäßig so eingestellt, daß beim Verzögern am Emitter des Transistors T 2 eine der Sohleichfrequenz entsprechende Spannung liegt, die ein weiteres Entladen des Rauptkondensators C 1 Uber den Sperrstrom von Diode D 2 verhindert.
  • Gleichzeitig wird mit O-Signal an E 2 Transistor T 3 gesperrtt so daß der Spannungsteiler R 12/R 13 über den Kollektorwiderstand R 11 an das negative Potential N gelegt wird. Da die Widerstände R 11 und R 12 zusammen kleiner als R 13 sind1 ist das Potential des von den Widerständen R 12; R 13 und R 14 gebildeten Knotenpunktes negativ. Über R 14 gerät nun der in Basissohaltung betriebene Transistor T 4 in den leitenden Zustand, wobei sich sein Emitterpotential nur um den relativ geringen Betrag der Basis-Emitter-Spanung vom mittels R 15/ R16 festgehaltenen Basispotential unterscheidet.
  • Infolgedessen liegt der Widerstand R 14 an einer praktisch konstanten Spannung und führt einen nahezu konstanten Strom, der sich additiv aus dem Emitterstroma des Transistors T 4 und dem Entiadestrom des Hilfskcndensators C 2 zusammensetzt.
  • Der Hilfskondensator C 2 wird Uber Diode D 2 und-Widerstand R 6 während der Besohleunigungszeit aufgeladen. Die in die Ladezweige der beiden Kondensatoren C 1 und C 2 eingeschalteten Dioden D 1 und D 2 verhindern während des Verzögerungs vorganges die gegenseitige Umladung beider Kondensatoren bzw. ihre Entladung über den Widerstand R 5.
  • Mit dem nahezu konstanten Emitterpotential des Transistors T 4 liegt auch der aus den Widerstinden R 6; R 7 und dem Hilfskondensator C 2 gebildete Zweig an praktisch konstanter Spannung, so daß sich für den Entladestrom des Hilfskondensators eine Exponentialfunktion ergibt. Nach dem Knotenpunktsatz entsteht somit der Emitterstrom des Transistors T 4 als Differenz des konstanten Stromes durch den Widerstand R 14 und des exponentiell abklingenden Entlade stromes des Hilfskondensators C 2. Buf Grund der stromsteuernden Wirkung des in Basis schaltung betriebenen Transistors T 4 folgt auch sein Kollektorstrom und damit der Entladestrom des Hauptkondensators C 1 diesem steuernden Differenzstrom, so daß sich am Hauptkondensator C 1 und auch am Ausgang A 1 der erfindungsgemäße, aus der Überlagerung einer linearen Funktion und einer Exponentialfunktion entstehende, die Frequenz des Impulsgenerators steuernde Spannungsverlauf ergibt.
  • Der als gesteuerte Stromquelie wirkende Transistor T 4 erfüllt zugleich noch die Funktion des Vergleichers 4 und des Tores 3 aus Fig 2, indem er bei Gleichheit der Kollekbor- und Basispotentiale den Entladestrom auf Null steuert und den Entladevorgang abbricht.
  • Mittels des dem Hauptkondensator C 1 parallel geschalteten Transistor T 5t R 18, R 19 mit dem Strombegrenzungswiderstand R 17 wird durch Anlegen von O-Signal an den Eingang E 6 während der Stillstandszeit des Schrittmotors der Hauptkondensator C 1 vUllig entladen.
  • In Fig 4 sind einige mit dem in Fig 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugte Spannungs- bzw.
  • Stromverläufe gezeichnet.
  • Gleichzeitig sind durch entsprechende Pfeile die Wirkungen der Einstellelemente D 3; Pl; P2; R4; R7; R8; R14 und R16 symbolisiert Pig 1 zeigt einen Ausschnitt aus Fig 3, in dem in Form eines Ausführungsbeispieles die im Unteranspruch 18 genaten Merkmale ergänzt sind. Als spannungssteuerndes Mittel das den Hilfskondensator mit dem Hauptkondensator Uber die Diode D 5 und den Strombegrenzungswiderstand R 22 verbindet dient der in Kollektorschaltung betriebene Transistor T 8. Während des beschleunigungsvorganges und bei konstanter Pahrt wird durch L-Signal (negativ) am Eingang z 2 Transistor T 9 Uber den Spannungsteiler R 23/ R 24 gesperrt, so daß die Spannung des Hilfskondensators C 2 stets der Spannung des Hauptkondensators C 1 nachgeführt wird, wodurch ein der jeweiligen Ausgangs frequenz angepaßte "Verzögerung" mit O-Signal am Lingang E 2 schaltet Transistor T 9 durchs Diode D sperrt und trennt den Hilfskondensator vom Widerstand R 22, der um den übe Transistor T 9 abfließenden Emitterstrom des Transistors T 8 begrenzt. Der in Fig 3 mit dem Hilfskondensator C 2 in Reihe liegende Strombegrenzungswiderstand R6 kann entfallen.

Claims (18)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungena insbesondere für Schrittmotoren in Positionier- und/oder Lageregelkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigtmgsvorgänge unabhängig von der jeweils eingestellten stationären Frequenz stets nach der Kurve der maximal zulässigen Frequenzänderungsgeschwindigkeit bis zur eingestellten stationären Frequenz.gesteuert werden und bei Erreichen dieses Wertes der Beschleunigungsvorgang selbsttätig abgebrochen wirds und daß die Schrittfrequenz beim Verzögern der Antriebe nach einer aus der Überlagerung einer linearen Funktion und einer Exponentialfunktion mit negativem Exponenten entstehenden Zeitfunktion, die einer Exponentialfunktion mit positivem Exponenten, aber negativem Vorzeichen, weitgehend nahe kommt verringert wird.
2. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12 die. in bekannter Weise aus der Zusammenschaltung eines steuerbaren Impulsgenerators und eines Zeitfunktionsgebers zur Erzeugung der gewUnschten Steuerspairnungsverläufe mittels Kondensatorauf- und -entladung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zeitfunktionsgeber zwischen einen über Ladewiderstand (R8) und Schalter (1) an eine Spannungsquelle anschließbaren Hauptkondensator Co 1) und den Eingang des Impulsgenerators (7) ein Begrenzungsglied (2) geschaltet ist, dessen Begrenzungshöhe durch eine der gewünschten stationären Frequenz entsprechenden Spannung oder durch einen entsprechenden Strom einstellbar ist, und daß der mit dem Eingang des Begrenzungagliedes (2) verbundene Anschlußdes Hauptkondensators (C 1) oder der Ausgang des Begrenzungsgliedes (2) mit einer Vergleicherschaltung (4) verbunden ist, deren Ausgang mit dem Steuereingang einer Torschaltung(3) verbunden istt deren Eingang mit dem Ausgang einer steuerbaren Stromquelle (5) und deren Ausgang mit dem Kondensator verbunden ists und daß dem Steuereingang der Stromquelle (5) Mittel (6) zur Erzeugung der gewünschten Zeitfunktion des Kondensator-Entladestromes vorgeschaltet sindt die durch einen Steuerbefehl "Verzögerung" auslösbar sind.
3, Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnett daß das den Beschleunigungsvorgang abbrechende Begrenzungsglied (2) durch eine mit der der stationären Frequenz entsprechenden Spannung vorgespannte Diode (D 4) gebildet ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnetf daß dem Begrenzungsglied (2) ein Impedanzwandler (T 6) nachgeschaltet ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (4) und die durch ihn gesteuerte Torschaltung (3) sowie die Stromquelle (5) zusammen von einem in Basissohaltung betriebenen Transistor (T 4) gebildet werden dessen Kollektor mit dem Hauptkondensator (C 1) verbunden istt an dessen Basis die einer konstanten Endfrequenz entsprechenden Schwellspannung für den Abbruch des Verzbgerungsvorganges angelegt istt und dessen Emitter mit den Mitteln (6) zur Erzeugung der gewünschten Zeitfunktion des Kondensatorentladeotromes verbunden ist.
6, Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des-Transistors (T 4) mit einem Knotenpunkt verbunden ist, von dem aus eine RC-Reihenschaltung (C2-RG-R7) parallel zum genannten Transistor (T 4) und zum Hauptkondensator (C 1) geschaltet ictt und von dem aus außerdem ein Widerstand (R 14) über einen Schalter (T 3) an eine Spannungsquelle angeschlossen ist und daß der in der genannten R5-Reihenschaltung (C2-R6-R7) enthaltene Hilfskondensator (C 2) über einen weiteren Schalter an eine weitere Spannungsquelle ansohließbar ist.
7. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsk,ondensator (C 2) an den Schalter (1) zur Auslösung des Beschleunigungsvorganges angeschlossen istt und daß zur Entkopplung beider Kondensatoren (C 1; C 2) in den Zweig des Ladewiderstandes (R 8) des Hauptkondensators (C 1) und in den Zweig des Hilfskondensators (C 2) Dioden (D 1; D 2) geschaltet sind.
8. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Emitter des den Entladevorgang des Hauptkondensators (C 1) steuernden Transistors (T 4) nur ein ohmscher Widerstand CR 14) angeschlossen ist.
9. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem ladewiderstand (R8) des Hauptkondensators Mittel zur Einstellung der dort anlegbaren Spannung vorgeschaltet sind.
io. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 9t dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Spalnwagseinstellung dem Ladewiderstand (R 8) des IIauptkondensators (C 1) ein in Kollektorschaltung betriebener Transistor (T 2) mit einem Spannungsteiler (P 2) am Eingang vorgeschaltet ist.
11. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ladewiderstand (R 8) des Hauptkondensators (C 1) als weiteres, beim Verzögerungsvorgang wirksam werdendes Mittelt eine Diode (D 1) vorgeschaltet ist.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres spannungssteuerndes Mittel ein beim Verzögerungsvorgang mittels eines Schalters (T 1) dem Ausgang des Spannungsteilers (P 2) parallel schaltbarer veränderbarer Widerstand (R 4) ist.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptkondensator (C 1) ein Schalter (T 5) parallel geschaltet ist, und daß ein Strombegrenzungswiderstand (R 17) mit diesem Schalter in Reihe geschaltet wird.
14. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 13, dadurch gekenzeichnet, daß einer oder mehrere der Schalter als Transistorschalter ausgebildet sind.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl "Verzögerung" aus der Negation des Befehles "Beschleunigung" gebildet wird.
16. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ilauptkcndensator (C 1) eine Spannungsquelle in Reihe geschaltet ist, die eine gegebenenfalls in der Steuerkennlinie des Impulsgenerators (7) vorhandene Tot zone kompensiert.
17. Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Hauptkondensator (C 1) in Reihe liegende Spannungsquelle eine Diode CD 3) ist,
18. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskondensator (C 2) mit dem Hauptkondensator (C 1) über spannungssteuernde Mittel (T 8) und einen bei Aufgabe des Befehls "Verzögerung" diese Verbindung trennenden Schalter (T 9; D 5) verbunden ist.
L e e r s e i t e
DE19722204537 1971-02-09 1972-02-01 Verfahren und Steuereinrichtung zur Erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, insbesondere für Schrittmotoren in Positionier- und/oder Lageregelkreisen Pending DE2204537A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2721240A1 (de) * 1977-05-11 1978-11-16 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum erzeugen von schrittimpulsen fuer die beschleunigung eines schrittmotors

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