DE2721240B2 - Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich

Info

Publication number
DE2721240B2
DE2721240B2 DE2721240A DE2721240A DE2721240B2 DE 2721240 B2 DE2721240 B2 DE 2721240B2 DE 2721240 A DE2721240 A DE 2721240A DE 2721240 A DE2721240 A DE 2721240A DE 2721240 B2 DE2721240 B2 DE 2721240B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pulses
circuit arrangement
stepper motor
control
repetition frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2721240A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2721240C3 (de
DE2721240A1 (de
Inventor
Dietmar Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Pohlig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2721240A priority Critical patent/DE2721240C3/de
Priority to CH1563777A priority patent/CH624801A5/de
Priority to GB11284/78A priority patent/GB1560373A/en
Priority to CA300,884A priority patent/CA1111903A/en
Priority to MX173177A priority patent/MX145064A/es
Priority to NL7804540A priority patent/NL7804540A/xx
Priority to SE7804937A priority patent/SE444098B/sv
Priority to US05/902,115 priority patent/US4241301A/en
Priority to IT22953/78A priority patent/IT1095737B/it
Priority to JP5492378A priority patent/JPS53139116A/ja
Priority to FI781473A priority patent/FI72414C/fi
Priority to SU782619952A priority patent/SU818506A3/ru
Priority to TR20195A priority patent/TR20195A/xx
Priority to BR7802933A priority patent/BR7802933A/pt
Publication of DE2721240A1 publication Critical patent/DE2721240A1/de
Priority to IN1336/CAL/78A priority patent/IN150615B/en
Publication of DE2721240B2 publication Critical patent/DE2721240B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2721240C3 publication Critical patent/DE2721240C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/40Open loop systems, e.g. using stepping motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/04Arrangements for starting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-AS 24 21219 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist der Schrittmotor mit einer Codierscheibe versehen. Diese Codierscheibe erzeugt in Abhängigkeit von der Stellung des Rotors des Schrittmotors Rückmeldeimpulse, aus denen mit Hilfe von Verzögerungsgliedern die Schrittimpulse erzeugt werden. Zu Beginn der Beschleunigung des Schrittmotors wird ein Auslöseimpuls erzeugt, der eine Drehung des Rotors und damit eine Erzeugung der Rückmeldeimpulse auslöst. Unter Verwendung der Rückmeldeimpulse wird der Schrittmotor im optimalen Lastwinkelbereich betrieben. Die Schaltungsaordnung enthält einen Speicher, in dem den Verzögerungszeiten zugeordnete Datenwörter gespeichert sind. Die Erzeugung der Verzögerungszeiten erfolgt dabei dadurch, daß ein Zähler durch die Datenwörter jeweils voreingestellt wird. Der Zähler wird anschließend abwärts gezählt und wenn er den Wert 0 erreicht, wird die Erzeugung eines Schrittimpulses ausgelöst Weitere Schaltungsanordnungen zum Erzeugen von Schrittimpulsen sind aus der DE-OS 22 57 671 und der DE-OS 22 03 537 bekannt
ίο Aus der DE-OS 22 38 613 ist eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Schrittimpulsen für die Beschleunigung eines Schrittmotors bekannt, bei der die Schrittimpulse unter Verwendung eines Frequenzteilers mit veränderbarem Teilungsverhältnis erzeugt werden.
Die Erzeugung der Schrittimpulse wird durch ein Startsignal freigegeben. Die Schaltungsanordnung erzeugt Schrittimpulse, deren Folgefrequenz ausgehend von einer niedrigen Folgefrequenz kontinuierlich oder stufenweise erhöht wird. Das Startsignal selbst wird dabei nicht als Schrittimpuls an den Schrittmotor abgegeben. Durch diese bekannte Schaltungsanordnung wird die ^olgefrequenz der Schrittimpulse kontinuierlich oder in Stufen erhöht Der Schrittmotor wird dabei jedoch nicht ständig im optimalen Lastwinkelbereich betrieben. Eine ähnliche Schaltungsanordnung ist aus einer Veröffentlichung »Celerate the Digital Stepping Motor«, electronic Design 1,4. Jan. 1973, Seiten 84 bis 87 bekannt.
Falls Schrittmotoren für Positionierantriebe einge-
j(i setzt werden, ist es häufig erforderlich, daß die Einstellzeit möglichst kurz ist. Die Einstellzeit ist um so kürzer, je größer das Drehmoment des Schrittmotors ist. Das Drehmoment ist nicht nur von den Eigenschaften des Schrittmotors, sondern auch von seiner
si Betriebsweise abhängig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die als offener Steuerkreis ausgebildet ist und die den Schrittmotor bereits mit dem ersten Startimpuls in seinen optimalen Lastwinkelbereich einstellt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß während der ganzen Einstellbewegung der Schrittmotor in dem optimalen Lastwinkelbereich arbeitet und eine Einstellung kann auch dann in kurzer Einstellzeit ausgeführt werden, wenn nur wenige Schritte zur Verfügung stehen. Die theoretisch mögliche Abgabeleistung des Schrittmotors wird auf diese Weise voll ausgenutzt Die Schaltungsanordnung erfordert einen geringen Aufwand, da an dem Schrittmotor keine Codierscheibe vorgesehen werden muß.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Zeitdiagramm der Winkelgeschwindigkeit und der Schrittimpulse,
bo F i g. 2 einen Verlauf der statischen Drehmomentkennlinie,
F i g. 3 ein Zeitdiagramm des Drehwinkels bei der Beschleunigung des Schrittmotors,
F i g. 4 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung.
br> Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zeitdiagramm ist in Abszissenrichtung die Zeit t und in Ordinatenrichtung sind die Momentanwerte der Schrittimpulse 5/und der Winkelgeschwindigkeit ω des Schriümtnois uargesieiii.
Zwischen den Zeitpunkten iO und ti wird der Schrittmotor aus einer Ruhestellung bis zu einer Winkelgeschwindigkeit as beschleunigt Zunächst treten als Schrittimpulse zwei Startimpulse auf und daran schließen sich drei Steuerimpulse an. üie Folgefrequenz der Startimpulse wird so gewählt, daß sie weseutlicht größer ist als die Folgefrequenz der Steuerimpulse zu Beginn der Beschleunigung. Zum Zeitpunkt 11 hai die Winkelgeschwindigkeit des Schrittmotors ihren Sollwert ms erreicht und es wird eine Mehrzahl von Steuerimpulsen gleicher Folgefrequenz abgegeben.
Zwischen den Zeitpunkten f2 und f3 wird der Schrittmotor veraögert und die Folgefrequenz der Schrittimpulse 5/wird entsprechend vermindert Durch einen zusätzlichen negativen Schrittimpuls nach dem Zeitpunkt f2 wird unmittelbar der für das Bremsen optimale Lastwinkelbereich eingestellt Falls der Schrittmotor über einen Verstärker von einem Ringzähler angesteuert wird, wird für die Zeit, während der der negative Schrittimpuls auftritt, die Drehrichtung des Ringzählers umgekehrt Die Drehrichtung ist in F i g. 1 durch d dargestellt Nach dem Zeitpunkt 13 kommt dem Schrittmotor in Form einer gedämpften Schwingung zum Stillstand.
Bei der in Fig.2 dargestellten Kennlinie des statischen Drehmoments ist in Abszissenrichtung der Lastwinkel <x dargestellt. Unter einem La^twinkel versteht man denjenigen Winkel, um den sich die Welle des Schrittmotors durch Belasten mit einem vorgegebenen statischen Drehmoment gegenüber dem unbelasteten Zustand, der magnetischen Raststellung, dreht. An den Motor werden dabei keine Steuerimpulse abgegeben. In Ordinatenrichtung ist das statische Drehmoment bezogen auf das Haltemoment MH audgetragen. Unter dem Haltemoment wird dabei das maximale Drehmoment verstanden, mit dem man einen erregten Motor statisch belasten kann, ohne eine kontinuierliche Drehung hervorzurufen. Für die folgenden Betrachtungen wird angenommen, daß das Drehmoment einen sinusförmigen Verlauf hat.
Das dynamische Drehmoment des Schrittmotors wird aus der statischen Drehmoment-Kennlinie ermittelt. Unter dem dynamischen Drehmoment wird dabei das mittlere Drehmoment verstanden, das an der Motorwelle im Verlauf einer Drehung um einen Winkel Δφ zur Verfügung steht. Es wird dabei vorausgesetzt, daß der jeweils nächste Steuerimpuls genau nach einer Drehung um einen Schritt ausgelöst wird. Aus der Drehmomentkennlinie erkennt man, daß der Schrittmotor bei einer Drehung um den Schrittwinkel <% dann sein höchstes dynamisches Drehmoment Mmax abgibt, wenn der Lastwinkel zwischen zwei Steuerimpulsen symmetrisch zum Scheitelwert, dem Haltemoment MH liegt. Durch einfache Rechnung ergibt sich das größte dynamische Drehmoment zu
MH - . λ
Mmax = ■ 2 · sin ρ -=-
ρ·Λ '2
und das kleinste dynamische Drehmoment zu
»τ ■ MH ..
Mmin = ■— · [ I — cosp-u ,
ρ ■ λ
wobei ρ die Polpaarzahl des Schrittmotors und <x den Schrittwinkel darstellen.
Bei der Untersuchung, wie sich die Folgefrequenz der
C1· ' 1 η Λ Λ PI L. ' I I J Γ> ώ. Λ
Ol^UV.IIIIipUJ^ UIlVJ VlVl LflS.I-nitll\VI If V4V.J IWIV/I J viC-J
Schrittmotors als Funktion der Zeit ändern, wenn ein konstantes dynamisches Drehmoment M dauernd an der Welle abgegeben werden soll, stellt man fest daß be; einem Start des Schrittmotors aus der magnetischen Raststellung ein Hochlauf in Form einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung erfolgt wenn die Folgefrequenz /der Gleichung
f =
Mmin 1
folgt wobei /das gesamte Trägheitsmoment darstellt.
Wenn die Folgefrequenz f abweichend davon geringer ansteigt, dann dreht sich der Rotor in der Zeit zwischen zwei Steuerimpulsen nicht um den Wert «, so daß die Voraussetzung eines konstanten Drehmomentes nicht mehr erfüllt ist
2(i Wenn die Folgefrequenz /zwar linear, aber schneller ansteigt kann der Fall eintreten, daß der Motor nach einigen Steuerimpulsen außer Tritt fällt und stehen bleibt weil dann der Lastwinkel β in der statischen Drehmomentkennlinie die labile Gleichgewichtslage
2) überschreitet
Bei einem linearen zeitlichen Anstieg der Folgefrequenz / wird das durch den Schrittmotor gegebene Beschleunigungsvermögen nicht voll ausgenutzt, weil der Unterschied zwischen dem minimalen und dem
jo maximalen dynamischen Drehmoment sehr groß sein kann. Grundsätzlich ist eine Beschleunigung des Schrittmotors mit einer Folgefrequenz /der Steuerimpulse S/von
_ Mmax 1
7 ~ J ' T "'
möglich, doch stellt diese Folgefrequenz den theoretischen Grenzfall dar und diese Folgefrequenz /darf nicht überschritten werden.
Wenn für den Hochlauf des Schrittmotors nur sehr wenige Schritte zur Verfügung stehen, ist ein linearer Anstieg der Folgefrequenz /nicht mehr befriedigend oder wegen der geringen Anzahl von Schritten nicht möglich. Hier ist es nicht mehr zweckmäßig, die Folgefrequenz / nach einer monoton zunehmenden Funktion ansteigen zu lassen, sondern man muß auf andere Weise dafür sorgen, daß der Lastwinkel so schnell wie möglich in den optimalen Arbeitsbereich, der durch die Gleichung
2p
gegeben ist, gebracht wird.
w) Bei dem in F i g. 3 dargestellten Zeitdiagramm wir der Lastwinkel β so schnell wie möglich in den optimalen Arbeitsbereich dadurch gebracht, daß zu den Zeitpunkten fO und 11 in kurzem zeitlichen Abstand zunächst zwei Startimpulse abgegeben werden. Der zeitliche
hr> Abstand ist so gering, daß sich der Rotor des Schrittmotors in dieser Zeit noch nicht oder nur sehr wenig im Vergleich zur Größe eines Schrittes gedreht hat. Die Anzsh! α dieser unmittelbar sufeinandcrfol^en-
den Startimpulse muß so sein, daß der Lastwinkel
.T CK
entweder genau oder nahezu erreicht wird, so daß gilt
1 ( -τ Λ - ^ V2p 2/
π ist dabei eine ganze Zahl. Spätestens nach dem Eintreffen von n+1 Startimpulsen erfolgt zum Zeitpunkt ti der Hochlauf des Schrittmotors_mit dem größtmöglichen Beschleunigungsmoment Mmax. Bei dem Zeitdiagramm ist in Ordinatenrichtung der Drehwinkel ψ bezogen auf den Schrittwinkel a. dargestellt. Außerdem sind die Schrittimpulse 5/ dargestellt, die zu den Zeitpunkten ?0 und il aus Startimpulsen und nach dem Zeitpunkt r2 aus Steuerimpulsen gebildet werden. Weiterhin ist die Folgefrequenz /der Schrittimpulse dargestellt. Aus dem Zeitdiagramm erkennt man, daß die Folgefrequenz der Startimpulse wesentlich größer ist als die Folgefrequenz der daran anschließenden Steuerimpulse.
Falls, entsprechend der in F i g. 2 dargestellten Drehmomentkennlinie eine ungerade Anzahl s von Schritten notwendig ist, um eine halbe Periode der statischen Drehmomentkennlinie zu durchfahren, gilt in der letztgenannten Gleichung das Gleichheitszeichen, so daß die Anzahl η von Startimpulsen aus der Gleichung
ermittelt werden kann. Alle weiteren Steuerimpulse werden jeweils dann erzeugt, wenn sich der Rotor des Schrittmotors im Mittel um den Schrittwinkel λ gedreht hat. Der Motor läuft_dann gleichmäßig beschleunigt mit dem Drehmoment Mnax hoch.
Falls beispielsweise ein vierpoliger Motor (p=2) mit dreisträngiger Wicklung vorgesehen ist und der Schrittwinkel « = 30° beträgt, ist die Anzahl der Startimpulse damit π=2. Zu Beginn des Hochlaufs werden also zwei Startimpulse ausgelöst Dieser Fall ist in F i g. 3 dargestellt
Falls die Anzahl s gerade ist, wird die Anzahl η nach der Gleichung
ermittelt Der erste nachfolgende Steuerimpuls wird im Gegensatz zu dem Fall, daß s ungerade ist, schon dann ausgelöst, wenn sich der Rotor um einen halben Schrittwinkel gedreht hat Alle weiteren Steuerimpulse werden so abgegeben, daß das Drehmoment Mnax erreicht wird. Der Schrittmotor arbeitet dann im optimalen Lastwinkelbereich.
Der Schrittmotor, bei dem seine gerade Zahl ist, kann also genauso wie ein Schrittmotor, für den der Wert s ungerade ist, von Anfang an mit dem größtmöglichen Drehmoment Mnax beschleunigt werden.
Für die Verzögerung des Schrittmotors, die als negative Beschleunigung aufgefaßt werden kann, gilt entsprechendes wie für die Beschleunigung Der optimale Lastwinkel kann in diesem Fall dadurch eingestellt werden, daß entweder eine Anzahl vor Schrittimpulsen ausgelassen wird oder daß eine Anzah von negativen Schrittimpulsen abgegeben wird. Die Schrittimpulse 5/ steuern üblicherweise in einem Moiorverstärker einen Ringzähler an, mit dessen Hilfe die einzelnen Wicklungen des Schrittmotors angesteuert werden. Falls der Ringzähler normalerweise ir positiver Richtung fortgeschaltet wird, wird er durch die
ίο negative Schrittimpulse bei der Verzögerung in negativer Richtung fortgeschaltet. Auf diese Weise erfolgt eine Verzögerung des Schrittmotors ebenfalls mit dem maximalen Drehmoment Mnax, wenn die Anzahl der negativen Schrittimpulse so gewählt wird
ι ι daß der
Lastwinkel β = —'— + —
möglichst genau erreicht wird.
Die in F i g. 4 dargestellte Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Schrittimpulse für den Antrieb des Schrittmotors SM enthält einen Taktgenerator TG, eine Schaltstufe SS, einen Verstärker V und den Schrittmotor SM. Der Taktgenerator TC erzeugt Taktimpulse 7 vorgegebener Folgefrequenz und gibt diese an die Schaltstufe SS ab. Die Schaltstufe erzeugt aus den Taktimpulsen T die Schrittimpulse S/ für den Antrieb des Schrittmotors SM. Die Schrittimpulse SI werden dem Verstärker V zugeführt, der einen Ringzähler enthält, der mit jedem Schrittimpuls fortgeschaltet wird und an dessen Ausgang über Verstärkerelemente den Wicklungen des Schrittmotors SM entsprechende Steuerspannungen zugeführt werden.
Die Schaltstufe SS enthält einen Frequenzteiler FT an dessen Eingang die Taktimpulse Γ anliegen und der an seinem Ausgang die Schrittimpulse SI abgibt. Der Frequenzteiler FT multipliziert die Folgefrequenz der Taktimpulse T mit einem Faktor, der üblicherweise kleiner als 1 ist. Dieser Faktor wird durch Datenwörter D W angegeben, die dem Frequenzteiler FT von einem Festwertspeicher SP zugeführt werden. Der Frequenzteiler FT ist beispielsweise derart ausgebildet daß ei
α; einen Zähler enthält, der durch das Datenwort DWaul einen Wert voreingestellt wird und durch die Taktimpulse T abwärts gezählt wird. Immer wenn der Zähler den Zählerstand 0 erreicht gibt er einen Schrittimpul: S/ab und er wird wieder auf einen durch das Datenwon
-,« D W angegebenen Wert eingestellt und erneut abwärts gezählt Falls der Wert des Datenwortes D W sehr groC ist sind viele Taktimpulse T erforderlich, um bis zurr Zählerstand 0 abwärtszuzählen und die Folgefrequens der Schrittimpulse S/ ist sehr klein. Falls der Wert de« Datenwortes D WTdein ist, sind nur wenige Taktimpuls« rerforderlich und die Folgefrequenz der Schrittimpulse S/ist entsprechend groß.
Der Adresseneingang des Festwertspeichers SP isi mit dem Ausgang einer Zählstufe ZS verbunden. Ar dem Zähleingang der Zählstufe ZS liegen die Schrittimpulse SI an. Ein Steuereingang der Zählstufe ZS isi mit einem Schalter SW verbunden, der ein Signal S ar die Zählstufe ZS abgibt, das die Zählrichtung der Zählstufe ZS festlegt Hat das Signal S beispielsweise den Binärwert 1, wird die Zählstufe ZS aufwärtsgezähli und andernfalls abwärtsgezählt
In dem Festwertspeicher SP sind die den Folgefre quenzen / der Schrittimpulse SI zugeordneten Daten
worte DWgespeichert. Die Datenworte DWbilden ein Steuerprogramm, das die Winkelgeschwindigkit des Schrittmotors SM festlegt. Um einen zeitlichen Verlauf der Folgefrequenz /'der Schrittimpulse SI entsprechend der F i g. 1 oder der F i g. 3 zu erhalten, haben die den beiden Startimpulsen zugeordneten Daten Wörter DW einen niedrigen Wert und die entsprechenden Steuerimpulsen zugeordneen Datenworte D W haben Werte, die proportional sind den zeitlichen Abständen der Steuerimpulse.
Es wird angenommen, daß die Zählstufe ZS zunächst den Zählerstand 0 hat. Die Zählstufe ZS gibt an den Speicher ein Adressenwort AD ab, das das unter der Adresse 0 im Speicher SP gespeicherte Datenwort das dem ersten Startimpuls zugeordnet ist, ausliest und an den Frequenzteiler FT abgibt. Wenn zum Zeitpunkt iO der erste Startimpuls als Schrittimpuls SI abgegeben wird, wird auch der Zählerstand der Zählstufe ZS um 1 erhöht. Durch das neue Adressenwort AD wird das dem zweiten Startimpuls zugeordnete Daten wort DW aus dem Speicher SPgelesen. In entsprechender Weise wird die Zählstufe ZS durch die Schrittimpulse SI fortgeschaltet und die den Steuerimpulsen zugeordneten Daten Wörter DW werden ausgelesen und an den Frequenzteiler FT abgegeben. Die Folgefrequenz der Schrittimpulse S/wird entsprechend den Datenwörtern DW verändert, so daß der in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellte zeitliche Verlauf erreicht wird.
Wenn die Zählstufe ZS einen vorgegebenen Höchststand erreicht hat, wird sie nicht mehr weiter aufwärtsgezählt und sie gibt ein konstantes Adressenwort AD an den Festwertspeicher SVV ab. Damit wird auch ein konstantes Datenwort DWausgelesen und die Folgefrequenz der Schrittimpulse S/ist konstant. Wenn der Schrittmotor SM verzögert werden soll, wird der Schalter SW geschlossen und die Zählstufe ZS wird durch die folgenden Schrittimpulse SI abwärtsgezählt. Aus den Festwertspeicher SP können die gleichen Datenwörter DW wie während der Beschleunigung ausgelesen werden. Im Festwertspeicher SP kann jedoch auch ein von dem Beschleunigungsprogramm verschiedenes Bremsprogramm gespeichert sein, das dafür sorgt, daß der Schrittmotor SM auch während der Verzögerung im optimalen Lastwinkelbereich arbeitet. Wenn die Zählstufe ZS den Zählerstand 0 erreicht hat, wird eine weitere Erzeugung von Schrittimpulsen SI verhindert, so daß der Schrittmotor SM im Stillstand verharrt.
Das Steuerprogramm für den Schrittmotor SM kann in der Schaltstufe SS auch mittels eines Schieberegisters erzeugt werden. Das Schieberegister wird beispielsweise entsprechend dem Steuerprogramm voreingestellt und mit den Taktimpulsen T wird der Inhalt des Schieberegisters verschoben. Die Voreinstellung des Schieberegisters erfolgt in der Weise, daß immer dann ein Signal mit dem Binärwert 1 an seinem Ausgang abgegeben wird, wenn ein Schrittimpuls erzeugt werden soll. Während der Beschleunigung oder Verzögerung des Schrittmotors SMwerden dann in Abhängigkeit von der Folgefrequenz der Schrittimpulse während einer oder mehreren Periodendauern der Taktimpulse T Signale mit dem Binärwert 0 abgegeben und damit keine Schrittimpulse S/erzeugt.
Hierzu 2 Blatt Zeiehnunsen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich, bestehend aus einer Schaltstufe, die zu Beginn eines Beschleunigungs- und/oder Bremsvorgangs zunächst mindestens einen Startimpuls und anschließend eine Mehrzahl von Steuerimpulsen zur Erzeugung von entsprechenden Schrittimpulsen zu Zeitpunkten abgibt, zu denen sich der Rotor des Schrittmotors um einen ein optimales Drehmoment ermöglichenden Schrittwinkel gedreht hat, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer als offener Steuerkreis ausgebildeten Schaltungsanordnung die Schaltstufe (SS) einen Frequenzteiler (FT) enthält, dem von einem Taktgenerator (TG) Taktimpulse konstanter Folgefrequenz zugeführt sind und der sowohl zunächst die Startimpulse und anschließend unabhängig von der Stellung des Rotors des Schrittmotors (SM) die Steuerimpulse erzeugt, wobei die Startimpulse, deren Anzahl (n) proportional ist einer der halben Periode der statischen Drehmomentkennlinie entsprechenden Anzahl (s)von Schritten, derart zeitlich aufeinanderfolgen, daß der Schrittmotor (SM) unmittelbar in den nach seiner Drehmomentkennlinie optimalen positiven bzw. negativen Lastwinkelbereich gebracht ist
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, zur Ansteuerung eines Schrittmotors, bei dem einer halben Periode der statischen Drehmomentkennlinie eine ungerade Anzahl svon Schritten entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Startimpulse gleich (s+1)/2 ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (SS) einen Speicher enthält, in dem ein der Anzahl und der Folgefrequenz der Startimpulse und der Steuerimpulse zugeordnetes Steuerprogramm gespeichert ist
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerprogramm in einem als Festwertspeicher (SF) ausgeführten Speicher in Form von Datenwörtern (DW) gespeichert ist, die das Teilungsverhältnis für die Folgefrequenz der dem Frequenzteiler (FT) von dem Taktgenerator (TG) zugeführte Taktimpulse (T) angibt.
DE2721240A 1977-05-11 1977-05-11 Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich Expired DE2721240C3 (de)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2721240A DE2721240C3 (de) 1977-05-11 1977-05-11 Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich
CH1563777A CH624801A5 (en) 1977-05-11 1977-12-20 Circuit arrangement for producing stepping pulses for driving a stepping motor
GB11284/78A GB1560373A (en) 1977-05-11 1978-03-22 Apparatus for generating stepping motor pulses
CA300,884A CA1111903A (en) 1977-05-11 1978-04-11 Apparatus for generating stepping motor pulses
MX173177A MX145064A (es) 1977-05-11 1978-04-19 Mejoras en sistema para generar pulsos para motores de velocidad gradual
NL7804540A NL7804540A (nl) 1977-05-11 1978-04-27 Schakelinrichting voor het opwekken van stapimpulsen voor het aandrijven van een stappenmotor.
SE7804937A SE444098B (sv) 1977-05-11 1978-04-28 Kopplingsanordning for alstring av stegpulser for drift av en stegmotor
US05/902,115 US4241301A (en) 1977-05-11 1978-05-02 Circuit arrangement for the generation of stepping pulses for the acceleration of a stepper motor
IT22953/78A IT1095737B (it) 1977-05-11 1978-05-03 Disposizione circuitale per produrre impulsi di avanzamento per azionare un motore a passi
JP5492378A JPS53139116A (en) 1977-05-11 1978-05-09 Circuit device for generating stepping pulse for step motor
FI781473A FI72414C (fi) 1977-05-11 1978-05-10 Kopplingsanordning foer generering av stegpulser foer drivning av en stegmotor.
SU782619952A SU818506A3 (ru) 1977-05-11 1978-05-10 Генератор импульсного сигнала дл управлени шАгОВОгО элЕКТРОдВигАТЕл
TR20195A TR20195A (tr) 1977-05-11 1978-05-10 Kademeli bir motorun calistirilmasi icin kademe impulslarinin elde edilmesine mahsus cihaz
BR7802933A BR7802933A (pt) 1977-05-11 1978-05-10 Disposicao de circuito para a geracao de pulsos compassados para o acionamento de um motor passo a passo
IN1336/CAL/78A IN150615B (de) 1977-05-11 1978-12-15

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2721240A DE2721240C3 (de) 1977-05-11 1977-05-11 Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2721240A1 DE2721240A1 (de) 1978-11-16
DE2721240B2 true DE2721240B2 (de) 1980-08-28
DE2721240C3 DE2721240C3 (de) 1981-04-02

Family

ID=6008647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2721240A Expired DE2721240C3 (de) 1977-05-11 1977-05-11 Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4241301A (de)
DE (1) DE2721240C3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0360099A2 (de) * 1988-09-22 1990-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen für Schrittmotoren
FR2664108A1 (fr) * 1990-06-28 1992-01-03 Commerce Internal Echanges Tec Optimisation de la commande de moteur pas a pas.

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4359751A (en) * 1979-09-04 1982-11-16 Kaye Instruments, Inc. Stepper motor for data recorder
ATE14815T1 (de) * 1981-05-02 1985-08-15 Rodime Plc Verfahren und geraet zum steuern eines schrittmotors.
EP0068292B1 (de) * 1981-06-18 1985-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Antriebsvorrichtung für optisches System eines Aufzeichnungsgerätes
DE3568923D1 (en) * 1985-12-21 1989-04-20 Hell Rudolf Dr Ing Gmbh Process and circuit arrangement controlling a stepping motor
JPH07507678A (ja) * 1992-09-29 1995-08-24 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ステッピングモータの制御方法
WO2011112993A2 (en) 2010-03-11 2011-09-15 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Methods of predicting and decreasing the risk of pregnancy loss

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2204537A1 (de) * 1971-02-09 1972-08-24 Starkstrom Anlagenbau Veb K Verfahren und Steuereinrichtung zur Erzeugung zeitlich kontinuierlicher Frequenzänderungen, insbesondere für Schrittmotoren in Positionier- und/oder Lageregelkreisen
US3818261A (en) * 1971-12-23 1974-06-18 Honeywell Inf Systems Stepping motor speed control apparatus
DD95622A1 (de) * 1972-04-21 1973-02-12
DE2238613A1 (de) * 1972-08-05 1974-02-21 Bruker Physik Ag Schaltung zum anfahren eines schrittmotors
US3869656A (en) * 1972-08-08 1975-03-04 Usm Corp Circuit for modifying a train of pulses
US3805138A (en) * 1973-01-24 1974-04-16 H Hilker Stepping motor drive acceleration, deceleration control
US4119901A (en) * 1975-10-03 1978-10-10 The Superior Electric Company Pulse to step motor stabilizing circuit
US4119902A (en) * 1977-07-08 1978-10-10 Mesur-Matic Electronics Corp. Acceleration/deceleration control circuit for a stepping motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0360099A2 (de) * 1988-09-22 1990-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen für Schrittmotoren
EP0360099A3 (en) * 1988-09-22 1990-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for generating cntrol pulses for stepper motors
FR2664108A1 (fr) * 1990-06-28 1992-01-03 Commerce Internal Echanges Tec Optimisation de la commande de moteur pas a pas.

Also Published As

Publication number Publication date
US4241301A (en) 1980-12-23
DE2721240C3 (de) 1981-04-02
DE2721240A1 (de) 1978-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0151296A2 (de) Steuerschaltung für einen Schrittmotor
DE2621338C2 (de) Einrichtung zur Steuerung des Betriebes eines Motors
DE2629096B2 (de) Steuerschaltung für einen Schrittmotor
DE2845786C2 (de) Drehzahlregeleinrichtung für einen schrittweise betriebenen, als Servomotor eingesetzten Elektromotor, der für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist
EP0716730B1 (de) Verfahren zur verringerung der stärke einer unkontrollierten zeigerbewegung
DE2321650C3 (de) Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors
DE2923296A1 (de) Digitales servokontrollsystem
DE2556952A1 (de) Kombiniertes, digitales steuerungs- und regelungssystem fuer einen gleichstrommotor
DE3109305C2 (de) Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines Elektromotors
DE2721240C3 (de) Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Schrittmotors im optimalen Lastwinkelbereich
DE3011719C2 (de)
DE3008289C2 (de) Anordnung zur Positionierung einer Typenscheibe in einer Fernschreibmaschine
DE2209291C3 (de) Schaltungsanordnung zum Steuern eines Schrittmotors im geschlossenen Rückmeldebetrieb
DE1548604B2 (de)
DE19721282A1 (de) Verfahren zum Treiben eines Schrittmotors
DE3441451C2 (de)
DE3151257C2 (de)
DE2721282A1 (de) Schaltungsanordnung zum erzeugen von schrittimpulsen fuer den antrieb eines schrittmotors
CH624801A5 (en) Circuit arrangement for producing stepping pulses for driving a stepping motor
DE2406793A1 (de) Einrichtung zum kontrollierten abbremsen einer wickelmaschine
DE2035983C3 (de) Steueranordnung für einen elektrischen Schrittmotor
DE2023713A1 (de) Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrisch angetriebenen Einrichtung in vorausbestimmter Stellung
DE1788043B2 (de) Numerisch arbeitende Programmsteuerung mit einer Bahnsteuereinrichtung
DE1513881C (de) Schaltung eines offenen Regel kreises zur digitalen Regelung der Laufcharakteristik eines synchronen Induktionsmotors
DE2454809C3 (de) Verfahren zum liberschwingungsfreien Stillsetzen eines mehrphasigen Schrittmotors und Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee