DE2734267A1 - Vereinfachte steuerschaltung fuer fuenfphasen-schrittmotore kleiner leistung - Google Patents

Vereinfachte steuerschaltung fuer fuenfphasen-schrittmotore kleiner leistung

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DE2734267A1
DE2734267A1 DE19772734267 DE2734267A DE2734267A1 DE 2734267 A1 DE2734267 A1 DE 2734267A1 DE 19772734267 DE19772734267 DE 19772734267 DE 2734267 A DE2734267 A DE 2734267A DE 2734267 A1 DE2734267 A1 DE 2734267A1
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Description

Gerhard Berger GmbH & Co. 1 ' Lahr, 26. Juli 1977 Fabrik elektr. Meßgeräte ^734267 Bergstr. 34, 7630 Lahr 1
Vereinfachte Steuerschaltung für Fünfphasen-Schrittmotore kleiner Leistung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor kleiner Leistung mit Permanentmagnetrotor mit fünf einteiligen Phasenwicklungen, die derart miteinander verbunden sind, daß ein Leitungszug mit fünf Knotenpunkten entsteht, wobei mehrere Wicklungen jeweils zyklisch über elektronische Schalter aus einer Gleichstromquelle schaltbar sind und eine Phasenwicklung immer stromlos ist.
Eine Steuerschaltung, die einer im wesentlichen entsprechenden Steuerschaltung entspricht, ist aus der zur Bekanntmachung frei gegebenen Patentanmeldung P 21 49 473 bekannt. Bei der darin beschriebenen Steuerschaltung für einen Fünfstator-Schrittmotor sind fünf Statorwicklungen zu einem Leitungszug mit fünf Knotenpunkten zusammengeschaltet und über fünf Umschalter mit den beiden Polen der Spannungsquelle verbunden. Es werden somit für diese Steuerschaltung bei elektronischer Ansteuerung insgesamt 10 Leistungstransistoren mit zugehörigen elektronischen Hilfseinrichtungen benötigt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den elektronischen Aufwand zum Ansteuern von Fünfstator-Schrittmotoren mit Permanentmagnetrotoren so klein wie möglich zu halten und gleichzeitig die Betriebseigenschaften zu erhalten oder zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird bei einer Steuerschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Enden der fünf Statorwicklungen entsprechend der DT-PA 21 49 473 zu einem geschlossenen Leitungszug miteinander verbunden, die fünf Knotenpunkte über fünf ohmsehe Widerstände zu einem Sternpunkt vereinigt und der Sternpunkt fest mit dem einen Pol der Gleichstromquelle und die fünf Knotenpunkte über fünf Ein/Aus-Schalter mit dem anderen Pol der Gleichstromquelle verbunden werden.
Diese Erfindung erlaubt es, den elektronischen Aufwand und die Verschaltungskosten für das Leistungsteil auf die Hälfte zu reduzieren. Der elektrische Wirkungsgrad wird zwar durch die direkt an der Stromquelle liegenden Vorwiderstände etwas schlechter.
Diese neue erfindungsgemäße Steuerschaltung ist daher mit Vorteil nur bei kleinen bzw. sehr kleinen Mehrphasen-Schrittmotoren anzuwenden, wenn der Aufwand und der Raumbedarf für die elektronischen Bauteile im Verhältnis zur Motorgröße und Motorleistung zu groß wird.
Anschließend wird die Erfindung anhand der Figuren 1-6 näher erläutert.
Die Fig.l enthält die aus dem Hauptpatent bekannte Ansteuerschaltung für einen Schrittmotor mit den fünf Phasenwicklungen Wl - W5. Hierbei werden die Knotenpunkte zyklisch über fünf Umschalter (10 Leistungstransistoren) mit den beiden Polen der Gleichstromquelle verbunden. Eine Phasenwicklung bleibt dabei immer stromlos.
Die Fig.2 stellt die erfindungsgemäße Steuerschaltung dar. Hierbei werden die fünf Knotenpunkte zyklisch über fünf Ein/Aus-Schalter (5 Leistungstransistoren) an den einen Pol und über fünf ohmsche Widerstände mit gemeinsamen Sternpunkt an den anderen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen. Auch bei dieser Steuerschaltung bleibt immer eine Statorwicklung stromlos.
Wird die Schalterstellungsfolge entsprechend Fig.3 durchgeführt, so führt der Rotor des Schrittmotors einen Schrittwinkel ψο aus. Bei dieser Ansteiferung wechselt nach jedem Schritt die Anzahl der eingeschalteten Schalter im Rythmus 3-2-3-2 usw. Die dabei entstehende Polaritätsfolge in den fünf einzelnen Statorwicklungen ist in Fig.4 für 11 Schritte dargestellt.
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Vom 11. Schritt an wiederholt sich der Vorgang zyklisch. Bei der obigen Schalterstellungsfolge sind die Ströme in den Statorwicklungen bei den Schritten 1, 3, 5, 7, 9, 11 gleich groß, bei den Schritten 2, A, 6, 8, 10 usw. jedoch verschieden groß. Die Differenz hängt von dem Verhältnis Rw/Rv, d.h. vom ohmschen Widerstand der Wicklung Rw und dem Vorwiderstand Rv ab.
Wird die Schalterstellungsfolge entsprechend Fig.5 durchgeführt, d.h. jede zweite Schalterstellung fortgelassen, dann erhält man gleiche Ströme in den vier eingeschalteten Wicklungen. Der Rotor des Schrittmotors führt in diesem Fall immer einen Doppelschritt aus. Die sich dabei einstellende Polaritätsfolge ist in Fig.6 dargestellt.
Mit dieser Erfindung läßt sich der Aufwand an elektronischen Bauteilen, insbesondere von Leistungstransistoren, auf die Hälfte herabsetzen. Da verhältnismäßig große Vorwiderstände Rv zur Erreichung einer kleinen Zeitkonstante für den Stromanstieg bei Schrittmotoren allgemein verwendet wird, entsteht nur in den zwei bzw. drei direkt eingeschalteten Widerständen eine zusätzliche Verlustleistung und damit eine kleine Verschlechterung des elektrischen Wirkungsgrades.
Insgesamt gesehen stellt jedoch die Erfindung für kleine und kleinste Fünfphasen-Schrittmotoren eine wesentliche Verbilligung in den Herstellungskosten der elektronischen Ansteuerung dar.
Diese Schaltung ist selbstverständlich auch für andere fünfphasig angesteuerte Schrittmotoren wie z.B. den Einstator-Schrittmotor mit fünf Phasenwicklungen, der in der DT-PA 22 35 086 vom gleichen Anmelder beschrieben wird, anwendbar.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    ereinfachte Steuerschaltung für einen Schrittmotor kleiner Leistung mit Permanentmagnetrotor mit fünf einteiligen Phasenwicklungen, die derart miteinander verbunden sind, daß ein Leitungszug mit fünf Knotenpunkten entsteht, wobei mehrere Wicklungen jeweils zyklisch über elektronische Schalter an eine Gleichstromquelle schaltbar sind und eine Phasenwicklung zyklisch immer stromlos ist, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Knotenpunkte über die gleiche Anzahl von Leistungstransistoren in Ein/Aus-Schaltung mit dem einen Pol der Gleichstromquelle und gleichzeitig sämtliche Knotenpunkte über untereinander gleiche ohmsehe Vorwiderstände Rv dem anderen Pol der Gleichstromquelle verbunden sind (Fig.2).
  2. 2. Vereinfachte Steuerschaltung für einen Schrittmotor kleiner Leistung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd zwei oder drei Transistoren auf Durchgang geschaltet sind und der Rotor einen Winkel schritt ^0 ausführt (Fig.3).
  3. 3. Vereinfachte Steuerschaltung für einen Schrittmotor kleiner Leistung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß jeder 2. Schritt unterdrückt wird und immer drei Transistoren auf Durchgang geschaltet sind, so daß der Rotor einen Doppelschritt 2^ ausführt (Fig.5).
  4. 4. Vereinfachte Steuerschaltung für einen Schrittmotor kleiner Leistung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung sowohl für Schrittmotoren in Mehrstator- als auch in Einstator-Ausführung angewandt werden kann.
    809888/0356
    OWQlNAL INSPECTED
DE19772734267 1971-10-04 1977-07-29 Steuerschaltung für einen Mehrphasen-Schrittmotor Expired DE2734267C2 (de)

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US00294787A US3842332A (en) 1971-10-04 1972-10-04 Five-phase stepping motor systems
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DE2128891A1 (de) * 1971-06-11 1972-12-21 Gerh Berger Fabrik Eletrischer Schaltung für Schrittmotoren kleiner Leistung

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