DE2944973A1 - Motorsteuersystem und verfahren zum abbremsen eines motors - Google Patents

Description

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PITNEY BOWES, INC Stamford, Conn. 06904, USA

Motoreteuereystem und Verfahren zum Abbremsen eines Motors

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Motorsteuersystem und ein Verfahren zum Abbremsen eines Motors und insbesondere auf eine Ge genstromschal trou tine zum exakten Abbremsen einer von einem Elektromotor mit Betriebseigenschaften innerhalb eines Toleranzbereichs vorgegebener Betriebskenndaten angetriebenen Einstellvorrichtung.

Hinsichtlich des Standes der Technik ist zu bemerken, daß Vorrichtungen verschiedener Art bekannt geworden sind, die dem Zweck dienen sollen, eine größere Genauigkeit bei der Abbremsung von Elektromotoren zu ermöglichen, die zum Antreiben von Eineteil vorrichtungen vorgesehen sind. Bei vielen Systemen, wie beispielsweise auoh bei dem in der US-Patentschrift 3 694 671 beschriebenen, bei dem auf einen Flüssigkeitsmotor für Bodenaushubgeräte abgestellt wurde, war die Zuleitung eines gegenpoligen Einzel impulses im Ansprechen auf das Enden eines zum Betreiben des Geräts in einem gewünschten

Richtungssinn

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Richtungssinn dienenden Signals vorgesehen. Man muß sich hier vor Augen führen, daß die Dauer des gegenpoligen Impulses bei einem solchen System durch ein 7/iderstands-Kapazitäts-Schaltnetz festgelegt war, und daß daher die zeitliche Abstimmung den Schwankungen in der Geräteträgheit nicht hinlänglich Rechnung zu tragen vermochte. So bestand beispielsweise beim Bewegen einer schweren Last mit Hilfe des Geräts eine Neigung zur Fortdauer der Bewegung des Systems auch noch nach Zuleitung des gegenpoligen Impulses.

Ein weiterer Ansatz zur Lösung des Problems der Motorbremsung bei einer Einstellvorrichtung fand sich in der US-Patentschrift 3 995 208. Bei dieser Vorrichtung wurde einem Motor ein zyklisches Antriebssignal zugeleitet und Bremsimpulse wurden durch Nebenschließeri der Motoranschlüsse erhalten. Die Dauer der Bremsimpulse (Nebenschlußimpulse) wurde durch ein stellungsempfindliches Rückführschaltnetz geregelt, das den Betrieb zyklenveränderlicher Zeitgeber steuerte. Es muß bemerkt werden, daß dieses herkömmliche System einen erheblichen Kompliziertheitsgrad bedingte, da die die Sollstellung und die augenblickliche Stellung wiedergebenden Signale differenziert und zur Zeitgebersteuerung verwendet werden mußten. Die Aufwendigkeit des Systems war somit beträchtlich und dürfte alle Vorteile wettgemacht haben, die durch die Verwendung von Motoren mit relativ engen Toleranzgrenzen in Verbindung mit einer Nebenschlußperiode von fester Dauer vielleicht zu erzielen waren.

Bei der Entwicklung von Frankiermaschinenstellvorrichtungen sind nun insoweit Probleme von einiger Tragweite aufgetaucht, als es die Schaffung eines exakt arbeitenden und doch wirtschaftlichen Motorbremssystems betraf, das zum raschen Einstellen eines l.iaschineneinstellhebels dienen konnte.

Die Einbeziehung einer Rü ckf uhr schal tanordnung zur Überwachung der genauen Einstellung der Vorrichtung und zur Erzeugung eines entsprechenden Bremssignals in Abhängigkeit von dieser Einstellung brachte einen zusätzlichen Aufwand mit sich und wirkte sich nicht ohne weiteres im Sinne rascher Bremszyklen aus. War für den Motor ein Gegenpolungs- oder Nebenschlußzyklus von fester Dauer vorgesehen, so blieb zum andern kein hinreichender Spielraum für die

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bei der Massenfertigung praktisch in Betracht kommenden I.iotortoleranzgrenzen belassen, was eine hohe Aufwendigkeit des luotors bedingte .

Bei den in der Praxis in Frage kommenden Motortoleranzgrenzen wäre es erforderlich, die Zyklusdauer bis zum Stillstand der Einstellvorrichtung jeweils für die betreffende Einheit zu ermitteln und einen Gegenstrombremszyklus mit der festgestellten Zyklusdauer vorzusehen, eine Verfahrensweise, die aber äußerst unpraktisch wäre.

Durch die Erfindung wird ein Motorbremssystem geschaffen, mit dem eine motorgetriebene Einstellvorrichtung wie etwa eine Frankiermaschine η stell vorrichtung genau in der gewünschten Stellung zum Stillstand gebracht werden kann.

Ein Systemprozessor, der die Maschineneinstellvorrichtung steuert, leitet bei Feststellung der Annäherung an die gewünschte Stellung eine Gegenstromschaltroutine in die Wege. Die Gegenstromroutine umfaßt einen gegenpoligen Anfangsimpuls, der während eines Basiszeitrauma einem Antriebsmotor der Maschineneinstellvorrichtung zugeht. Die Dauer des Basiszeitraums wird als ein von der Systemträgheit unter I de al be dingungen abhängiger Wert festgelegt.

Einem anschließenden Freilaufen des Motors wird entgegengewirkt und das System läßt daher relativ weite Mo tor to Ie ran ζ grenze η zu, da dem Motor nach dem Grundimpuls eine Anzahl abwechselnder Spannungsstöße von positiver und negativer Polung zugeht, wobei die Dauer eines jeden der abwechselnden Spannungsstöße kürzer ist als die Systemreaktionszeit.

Aus dem obigen Abriß ist zu entnehmen, daß die Erfindung die Schaffung eines Motorsteuersystems der genannten allgemeinen Art zur Aufgabe hat, das nicht mit den vorerwähnten Mangeln behaftet ist.

Dabei soll das Motorsteuersystem der genannten allgemeinen Art ein exaktes Abbremsen der motorbetriebenen Einstellvorrichtungen bis zum Stillstand verbürgen.

Dabei soll ferner das durch die Erfindung geschaffene Mo tors teuersystem der genannten allgemeinen Art eine zuvor festgelegte Gegenstromschal troutine zur Abbrerasung von Motoren einbegrei-

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fen, die mit ihren Kenndaten in die handelsüblichen Toleranzbereiche fallen.

Dabei soll das Mo tor steuersystem der genannten allgemeinen Art zur Verwendung in Frankiermaschinenstellvorrichtungen gut geeignet sein.

Dabei soll das Motorsteuersystem der genannten allgemeinen Art der rationellen Herstellung von motorbetriebenen Einstellvorrichtungen entgegenkommen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. In den beigegebenen Figuren ist nur eine von verschiedenen möglichen Ausführungsforaen der Erfindung zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivisch· Ansioht einer Be triebe stelle mit einer typischen Frankiermaschine, wie sie in einem automatisch arbeitenden Postabfertigungssystem vorgesehen sein kann, eine Maschineneinstellvorrichtung mit mehreren Motoren umfassend, die nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Motor Steuersystems gesteuert werden*

Fig. 2 eine im Ausschnitt dargestellte Schnittansicht der Ma echinene ins te 11 vorrichtung und eines Teils einer von dieser gesteuerten Frankiermaschine, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber Partien fortgelassen sind und wobei die Eingriffeverbindung zwischen der Maschineneinstellvorrichtung und einem Maschine neinstell -hebel gezeigt ist»

Fig. 3 ein Blockschema zur Veranachauliohung des Beziehungsgefüges zwischen den Teilen des automatisierten Postabfertigungssystems unter Einbeziehung eines Systemprozeesors und der Maschine neinstell vorrichtung»

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer typischen Sy β te mp ro «es so rroutine, nach der die Motoren der Masohineneinstellvorrichtung gesteuert werden, umfassend weiterhin eine Qegenstromsubroutine, nach der die Maschineneins te 11 vorrichtung genau mit den gewünschten Maschineneinstellwerten zum Stillstand gebracht wird*

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Fig. 5 eine graphische Darstellung der vor und während der Ge ge η strom sub routine auf einen typischen Motor der Maschinenein-8 te 11 vo rri ch tung gegebenen Spannungspegel %

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Motorstrome für die gleichen Perioden in Übereinstimmung mit den in Fig. 5 dargestellten Spannungspegeln»

Fig. 7 ein Schaltechema einer typischen Motortreiberschaltung zur Betätigung des Motors einer Ma schi nene ins te 11 vorrichtung Jim Zuge der Motorstellroutine» und

Fig. 8 eine Wahrheitswerttabelle der verschiedenen Motorauegaben in Abhängigkeit von den Logikpegeleingängen der Treiberschaltung.

Zur Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform sei nun auf die Einzelheiten der Zeichnungen Bezug genommen, in denen mit der Bezugszahl 10 ein automatisiertes PoStabfertigungssystem bezeichnet ist, das allgemein einen Systemprozessor wie beispielsweise ein Gerät Hockwell 4/I umfaßt, das zur Berechnung von Porto gebühre η in Abhängigkeit vom Versandgewicht und (gemäß den amerikanischen Postversandbestimmungen) von der jeweiligen Beförderungsklasse und/oder der Zielortangabe programmiert ist. Zu dem Poetabfertigungssystem gehört eine Waage 14, von der dem Systemprozessor 12 die Versandgewiohtsinformation zugeht, sowie eine für die Bedienungsperson vorgesehene Tastatur l6 zum Singeben der Beförderungsklasse und der Zielortangabe. Der Sy s te mp ro ze 8 80 r 12 vermag die entsprechenden Beförderungsgebühren für das jeweilige Gewicht eines auf die Waage 14 aufgelegten Versandgegenstandes durch Rückgriff auf eine in einem Tarifspeicher gespeicherte Tarifauf stellung der Beförderungsgebühren zu berechnen, wie dies in ähnlicher Weise in der U S-Pa te nt schrift 3 692 9Θ8 su dem an Dlugos u.a. am 9· September 1972 erteilten Patent (älteres Recht) veranschaulicht ist.

Ist die für die Beförderung des Versandgegenstandes na oh dem gewünschten Bestimmungsort in Betracht kommende Porto gebühr ermittelt, so läßt der Systemprozessor 12 einer Masohineneinstellvorrichtung 18 ein entsprechendes Befehlssignal zugehen.

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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Masohine neinstell vorrichtung 18 oberhalb und in Berührung mit einer Frankiermaschine angeordnet, bei der es sich beispielsweise um eine Masohine der Pi tney-Bowes-Serie 5300 handeln kann. Darüber hinaus ist in Fig. 1 ein Fernrückstellsystem 22 für die Frankiermaschine gezeigt, das zum Rückstellen der Register der Frankiermaschine 20 nach Belasten des Benutzerkontos dient, wie dies in der US-Patentschrift 3 664 23I zu einem an Hanson am 23. Mai I972 erteilten Patent (älteres Recht) beschrieben ist.

Die wechselseitige Lage der Bauteile der Maschineneinstellvorriohtung 18 ist in Fig. 2 gezeigt, wobei die Halterungsorgane und sonstige Einzelheiten hier aus Gründen der besseren ttbe reich ti ichkeit fortgelassen sind. Weiterhin sei bemerkt, daß im folgenden bei der Beschreibung der Erfindung so vorgegangen werden soll, als ob nur ein einziger Maschineneinstellhebel 24 zu betätigen wäre, während die Frankiermaschine 20 tatsächlich aber mehrere Hebel aufweist, die jeweils zur Typeneinstellung einer anderen Dezimaleinheit der auszudruckenden Portogebühr dienen.

Die Maschineneinstellvorrichtung 18 weist einen Umkehr-Gleichstrommotor 26 zur Einstellbetätigung des Maschineneinstellhebels 24 auf. Der Umkehr-Gleichstrommotor 26 betätigt bei seinen Drehbewegungen eine Leitspindel 28 über ein massearmes Riemenscheibensystem 30. Durch die Drehbewegung der Leitspindel 28 wird bewirkt, daß sich eine Leitspindelmutter 32 verschiebt, wobei jedoch die Eingriff sverbindung mit dem Maschineneinstellhebel 24 über ein Hebelende 34 aufrechterhalten bleibt, das in einen Gabelkopf 35 der Leitspindelmutter eingreift.

Bei Anlegen einer Gleichspannung der einen Polung an den Umkehr-Gleichstrommotor 26 wird eine Verschiebungebewegung der Leitspindelmutter 32 und somit auch des Maschineneinstellhebel β 24 in der einen Richtung hervorgerufen, wogegen das Anlegen einer Spannung von entgegengesetzter Polung zur Folge hat, daß sich der Umkehr-Gleichstrommotor in der Gegenrichtung dreht, so daß sich die Leitspindelmutter dann in entgegengesetzter Richtung verschiebt. Durch die Bewegung der Leitspindelmutter 32, die mit dem Masohine neinstell-

hebel

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hebel 24 im Eingriff steht, wird über ein (nicht dargestelltes) Verzahnungssystem die Einstellungeines Typenrades der Frankiermaschine verändert.

Die Stellung der Lei tspindelmutter 32 wird durch ein mit dew einen Ende an der Leitspindelmutter 32 befestigtes Kodeband 36 überwacht und entsprechende Signale werden dem Systemprozessor 12 zugeleitet. Das Kodeband 36 erstreckt sich mit seinem mittleren Teil um eine Führung 38 herum und ist am entgegengesetzten Ende mit einer Auflaufrolle 40 verbunden. Falls das Kodeband mit einer Anzahl von stellungsbezeichnenden Öffnungen kodiert ist, kann eine Stellungsgebervorrichtung beispielsweise in Form einer Lichtquelle 42 und eines Photodetektors 44 vorgesehen sein. Erwünschtenfalls kann das Kodeband stattdessen aber auch magnetisch kodiert sein, wobei in diesem Fall ein Magnetlesekopf vorzusehen wäre. Die Maschineneinstellvorrichtung 18 weist für jeden der Maschineneinstellhebel der Frankiermaschine 20 ein solches System mit einer motorbetriebenen Leitspindelmutter und einer Stellungsgebervorrichtung auf.

Ist der auszudruckende Portobetrag ermittelt, so nimmt der Systemprozessor 12 eine Rückerschließung von Daten vor, die die letzte Stellung eines jeden der Maschineneinstellhebel bezeichnen, um dann die zum Anzeigen des jetzt auszudruckenden Portobetrags erforderliche Bewegungsrichtung zu bestimmen, in der diese Hebel bewegt werden müssen. Die letzte Porto druck stellung der Maschineneinstellhebel ist in Form eines Signals gespeichert, das die von dem Kodeband 36 wahrgenommene Stellung der Leitspindelmutter 32 wiedergibt. Ist somit also die letzte Stellung bekannt und ist auch der gewünschte Portobetrag bekannt, so legt der Syatemprozessor nun die für jeden der Typenhebel erforderliche Bewegungsrichtung und Bewegungsdistanz fest und läßt dem jeweiligen Motor ein Befehlssignal zur Ausführung von Drehbewegungen in den nötigen Richtungen zugehen.

^s sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen, in der eine Treiberschaltung 46 zur Inbetriebnahme des Umkehr-Gleichstrommotors 26 dargestellt ist, wobei bemerkt sei, daß die Treiberschaltung 46 zwei EingangsanschlüBse A und B aufweist, auf die das Befehlssignal in Form eine β von dem Systemprozessor 12 herrührenden Signals entweder

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mit hohem oder mit niederem Logikpegel gegeben wird.

Ein Plusleistungstransistor 48 verbindet einen Anschluß des Umkehr-Gleichstrommotors 26 über seinen Emitter-Kollektorkreis mit der Pluspotential-Spannungsquelle , wobei die Basis des Plusleistungstransistors 48 zur Herbeiführung des Leitungszustande β über den Emitter-Kollektorkreis eines Treiber trän ei store 50 selektiv geerdet wird. Der Treibertransistor 50 ist zum Leiten vorgespannt, wenn an dem Eingangsanschluß A der Treiberschaltung ein Logiksignal mit hohem Pegel erscheint. -*

Wie aus der Wahrheitswerttabelle der Fig. 8 hervorgeht, muß zur Herbeiführung eines Motorlaufs im Uhrzeigersinn der Eingangsanschluß A auf den hohen Pegelwert gebracht werden, während auch der auf dem Eingangsanschluß B der Treiberschaltung 46 liegende Eingang hoch ist. Durch den hohen Eingang am Eingangeanschluß B wird ein Minusleistungstransistor 5² abgeschaltet, dessen Emitter-Kollektorkreis den Anschluß des Umkehr-Gleichstrommotors 26 mit einer Quelle eines negativen Leistungspotentiale verbindet. Es sei bemerkt, daß der Minusleistungstransistor 52 nichtleitend ist, wenn seine Basis über einen seine Basis und seinen Emitter verbindenden Widerstand negativ vorgespannt ist. Ein Treibertransistor 54» der durch den Logikeingang bei B vorgespannt wird, arbeitet beim Erscheinen eines niederen Eingangs auf B im Sinne einer positiven Torspannung des Minusleietungstransistore in den leitenden Zustand. Erscheinen aleo an den Eingangsanschlüssen A und B der Treiberschaltung hohe Logikpegeleingänge, so wird der Motoranechluß mit der Pluspotential-Spannungsquelle verbunden und die Minuspotential-Spannungsquelle wird abgeschaltet.

Soll auf den Umkehr-Gleichstrommotor 26 Gegenpotential gelegt werden, so wird auf beide Eingangsanechlüeee A und B ein niederer Logikpegel gegeben. In diesem Fall ist der Emitter-Kollektorkreis des positiven Treibertransistore 50 nichtleitend, und der PIuslei etungstransi stör 48 ist demzufolge ebenfalle nichtleitend. Ein niederer Logikpegel am Eingangsanschluß B hat hingegen sur Folge, daß der Emitter-Kollektorkreie dee negativen Treibe rtranei β tore 54 leitet, wodurch der Minueleietungetranaiator 52 in den leitenden Zustand vorgespannt wird, so daß der Umkehr-GLeiohatroaaotor zur Erzeugung

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gung eines entgegengesetzten Antriebsmoments mit einem gegenpoligen Leistungspotential verbunden wird.

Wie bereits erwähnt wurde, liefert der Systemprozessor 12 auf den Eingabeleitungen der Treiberschaltung eines jeden Umkehr-Gleichstrommotors entsprechende Logiksignale , wodurch Bewegungen der betreffenden Leitspindelmuttern in der jeweiligen Richtung zur Einstellung der Frankiermaschine in der gewünschten Hebelstellung hervorgerufen werden. Stellt der Photodetektor 44 das Einrücken der Leitspindelmutter in die gewünschte Stellung fest, so wird ein Signal erzeugt, mit dem erfindungsgemäß eine Gegenstromsubroutine eingeleitet wird.

Die Gegenstromsubroutine bietet die Möglichkeit der Einhaltung rationeller und praxisnaher Motortoleranzgrenzen, wobei aber dennoch eine genaue Einstellung der Leitspindelmutter durch rasche Abbremeung des Umkehr-Gleichstrommotors 26 gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird der Umkehr-Gleichstrommotor zur Erzeugung einer Gegendrehmoment-Bremskraft in Gegenstromschaltung betrieben, d.h. an den Motor wird eine Polung angelegt, die gegensinnig ist zu der Polung, mit der er momentan arbeitet. Die Anfangeperiode oder der Basiszeitraum der Gegenstrombremsung wird in einem Träghe its sy stern festgelegt, für das ein unter Idealbedingungen und mit idealen Kennwerten arbeitender Motor in der Maschine neine teil vorrichtung 16 kennzeichnend ist, und der Basiszeitraum ist die zur Stillsetzung des Systems erforderliche Zeitspanne der Gegenstrombremsung. Diese Festlegung kann empirisch vorgenommen werden. Ein typischer Basiszeitraum für die Gegenstrommotorbremsung, wie er für die in der Maschineneinstellvorrichtung 18 eingesetzten Motoren ermittelt wurde, belief sich größenordnungsmäßig auf 10 Millisekunden.

Damit dem Vorhandensein von Motoren Rechnung getragen wird, die sich in den Betriebskenndaten unterscheiden, dabei aber noch im Rahmen der in der Praxis in Betracht kommenden Toleranzgrenzen halten, ist in die Gegenstromsubroutine eine rasche Folge von gegenpoligen Spannungseisen zur Verkürzung des Motorauelaufe nach dem einleitenden Basiszeiträum der Gegenstrombremsung einbezogen. Dabei 1st es erwünscht, die wechselnden Spannungsstoße jeweils auf eine Zeit-

spanne

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spanne zu begrenzen, die kurzer ist als die Systemreaktionszeit, so daß durch die fortdauernde Zuleitung der zyklischen Spannungsstöße in dem System keine Bewegung hervorgerufen wird. Die Systemreaktionszeit bei der Zuleitung der zyklischen Spannungsstöße kann ebenfalls empirisch festgelegt werden und es hat sich beispielsweise gezeigt, daß als hinlängliche Stoßdauer, die kürzer ist als die Ansprechzeit der Liaschineneinstellvorrichtung, eine Zeitspanne um etwa 1,5 Millisekunden anzusetzen ist. Ferner hat sich gezeigt, daß befriedigende Resultate unter Berücksichtigung der in der Praxis in Betracht kommenden Lio to r toi e ranz grenze η bei ungefähr fünf bis zehn Zyklen wechselnder Spannungs stoße zu erzielen sind. Weitere zyklische Stöße rufen zwar keine Bewegung hervor, verkürzen zum andern aber auch nicht die Bremszeit und stellen eine unnötige Blockiermomentbelastung des Umkehr-Gleichstrommotors 26 dar.

Ks sei nun auf Pig. 5 Bezug genommen, eine graphische Darstellung der an den Umkehr-Gleichstrommotor 26 angelegten Spannung in Abhängigkeit von der Zeit, aus der hervorgeht, daß während einer Anfangszeitspanne eine positive Spannung auf den Umkehr-Gleichstrommotor 26 gegeben wird, damit zur Grobeinstellung der Leitspindelmutter und somit auch des Maschineneinstellhebels Drehbewegungen mit der vollen Geschwindigkeit ausgeführt werden. 7/ird festgestellt, daß sich der llaschineneinstellhebel der gewünschten Stellung nähert, so wird dem Systemprozessor von dem Photodetektor 44 zu einem in ilg. bezeichneten Zeitpunkt T ein Signal zugeleitet, das die Gegenstromsubroutine einleitet, wodurch sich die Polarität der auf den Umkehr-Gleichstrommotor gegebenen Spannung umkehrt. Diese Gegenpolung bleibt während des vorbestimmten Basiszeitraums bis zu einem Zeitpunkt T¹ beibehalten, worauf anschließend bis zu einem Zeitpunkt T" die Wechsel spannungs stoße in der vorgesehenen Anzahl zugeleitet werden. Bei Motoren, die innerhalb der ToIe ranz grenze η arbeiten, wirken sich die aufeinanderfolgenden Wechsel spannungs stoße dahingehend aus, daß diese Motoren zum Zeitpunkt T", also zum Zeitpunkt der Beendigung der Gegenstromsubroutine, oder auch schon vorher vollständig zum Stillstand kommen. Pur die Maschineneinstellvorrichtung 18 konnte festgestellt werden, daß eine Gesamtbremszeit unter Einbeziehung der gesamten Gegenstromsubroutine einschließlich des Basiszeitraums und

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der wechselnden Spannungsstöße mit einer Dauer um 30 Millisekunden hinreicht, um die Haschineneinstellvorrichtung zum Stillstand zu bringen.

Bei Pig. 6 handelt es sich um eine graphische Darstellung des Motorstroms in Entsprechung zu den in Fig. 5 wiedergegebenen Zeitintervallen. Es sei bemerkt, daß in jedem Fall des Anlegens einer Gegenpolung ;..o torblockier strom zur Abbremsung gegeben wird. Wenn sich der Umkehr-Gleichstroinmotor 26 noch in der ursprünglichen Richtung dreht, wird darüber hinaus auch ein (durch die Motorankerdrehung erzeugter) Ge gen-£MK-Strom im Sinne der Erteilung eines Bremsmoments gezogen. Während sich der Liotor bis zum Stillstand verlangsamt, nimmt der den Motor in jedem der aufeinanderfolgenden Gegenpolungsabschnitte der Gegenstromeubroutine durchfließende Strom nach und nach ab, bis der Motor schließlich zum Stillstand kommt und der Motor während der Zuleitung eines jeden der wechselnden Spannungsstoße nur noch vom Blockierstrom durchflossen wird. Dank dem Gegen-EMK-Strom erhält man also im einleitenden Basiszeitraum der Abbremsung und in Teilen aller folgenden Gegenpolungsstöße, während der Motor noch in Bewegung ist, weitere Zuschläge an Motorbremsmoment über das Blockierstrommoment hinaus.

Da die wechselnden Spannungsstöße in ihrer Dauer kürzer sind als die Reaktionszeit, rufen sie keine Mo torbe wegung in diesem oder jenem Richtungssinn hervor, doch liefern die gegenpoligen Stöße dank der Aufnahme des Gegen-EIIK-Stroms ein zusätzliches Bremsmoment, während der Motor ausläuft.

Sind die Zykluszeiten der Gegenstrombremsung festgelegt, d.h. also die Länge des Basiszeitraums der Gegenstrombremsung sowie die Zahl und Dauer der Spannungsstoße , so liegt damit auch die Gegenstromsubroutine für alle Einheiten fest, wie sie für alle Motoren in Anwendung kommt, die in die vorgewählten Toleranzgrenzen fallen. Diese Verfahrensweise ermöglicht einen relativ breiten Spielraum hinsichtlich der llotortoleranzgrenzen und läßt die Notwendigkeit entfallen, ein Mo torbrems sy s tem vorsehen zu müssen, das Elemente zur Stellungsrückübertragung einbegreift, oder aber ein Motorbremssystem, das eine individuelle Voreinstellung einer jeden Einheit erfordert.

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LiS ist hervorzuheben, daß die Erfindung vorstehend zwar im Zusammenhang mit der Abbremsung eines im Uhrzeigersinn umlaufenden Motors mit einem negativen Potential für die Bremsung beschrieben wurde, doch ist die Verfahrensweise die gleiche, wenn ein Motor abge bremst werden soll, der gegenläufig arbeitet, indem zu diesem Zweck ein positives Potential angelegt wird.

Es bleibt also festzustellen, daß ein Motorsteuersystem geschaffen wird, das der Zielsetzung der Erfindung gerecht wird und das den Bedingungen des praktischen Gebrauchs in jeder Weise entspricht.

An dem vorbeschriebenen System können Abänderungen verschie dener Art vorgenommen werden, die in den Rahmen der Erfindung fallen, und die beschriebenen oder in den Zeichnungen gezeigten Einzelheiten sind daher nicht in einem die Erfindung einschränkenden Sinn aufzu fassen, da sie lediglich der Veranschaulichung dienen sollen.

Patentansprüche

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Claims (11)

1. P a tentansprüche

   iotorsteuersystem, gekennzeichnet durch Mttel in Torrn eines Plus-V_->^leistungstransistors (48) und eines Treibertransistors (5θ) zum selektiven Anlegen einer elektrischen Spannung einer ersten Polarität an einen Umkehr-Gleichstrommotor (26) zum Antreiben des Umkehr-Gleichstrommotors (26) in einer ersten Arbeitsweise, Liittel in Form eines LIi nu sie i s tu ngs transistors (5²) und eines Treibertransistors (54) zum selektiven Anlegen einer elektrischen Spannung von entgegengesetzter Polarität an den Umkehr-Gleichstrommotor (26) zum Betreiben des Umkehr-Gleichstrommotors (26) im gegensinnigan Betrieb, Mittel in Form einer Lichtquelle (42) und eines Photodetektors (44) zur Erzeugung eines Signals zur Stillsetzung des Umkehr-Gleichstrommotor s (26) während des Betriebs des Umkehr-Gleichstrommotors (26) in einer der beiden Arbeitsweisen und ein Mittel in Form eines Systemprozessors (12) , dem das Stoppsignal zuleitbar ist und der im Ansprechen darauf zur Unterbrechung des Anlegens der elektrischen Spannung der einen Polarität an den Umkehr-Gleichstrommotor (26) und zur Einleitung des Anlegens der elektrischen Spannung der anderen Polarität an den Umkehr-Gleichstrommotor (26) für die Dauer eines die Hotoransprechzeit überschreitenden Basiszeitraums sowie zum abwechselnden anschließende;η Anlegen der elektrischen Spannung der ersten Polarität und der elektrischen Spannung der entgegengesetzten Polarität für die Dauer von die l>iotoransprechzeit unterschreitenden Zeitspannen betätigbar ist, wobei der Umkehr-Gleichstrommotor (26) zum raschen Stillstand bringbar ist.
2. 2. lio to rs teuer sy β tem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umkehr-Gleichstrommotor (26) und eine Einstellvorrichtung vorgesehen sind, wobei der Umkehr-Gleichstrommotor (26) zum Antreiben der Einstellvorrichtung betätigbar ist.
3. 3· Motorsteuersystem nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine Maschine neinstell vorrichtung (18) umfaßt, wobei die Maschine nein stell vorrichtung (18) eine Leitspindel (28) und eine Leitspindelmutter (32) aufweist, wobei die Leitspindelmutter (32) mit der Leitspindel (28) im Gewindeeingriff steht

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   und wobei den Umkehr-Gleichstrommotor (26) und die Leitspindel (28) miteinander verbindende Antriebsmittel in Form eines RLemenscheibensystems (30) vorgesehen sind.
4. 4. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors mit Betriebseigenschaften innerhalb eines Toleranzbereichs vorgegebener Betriebskenndaten, gekennzeichnet durch die Verfahre ns schritte [a] der Bestimmung der zur Stillsetzung eines gleichartigen Umkehr-Gleichstrommotors (26) mit den vorgegebenen Betriebskenndaten erforderlichen Motorgegenstrombremszeit, [b] der Bestimmung der Ansprechzeit des gleichartigen Umkehr-Gleichstrommotors (26) für ein angelegtes elektrisches Potential entsprechend dem Motorlaufpotential, [c] der Gegenstrombremsung des Umkehr-Gleichstrommotors (26) für die Dauer der ermittelten Gegenstrombremszeit und [d] des anschließenden Anlegens periodischer elektrischer Potentiale von wechselnder Polarität an den Umkehr-Gleichstrommotor (26), deren jedes von einer die ermittelte Ansprechzeit nicht überschreitenden Dauer ist.
5. 5. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen des Anlegens periodischer elektrischer Potentiale von wechselnder Polarität vorgesehen ist.
6. 6. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Motorgegenstrombremszeit empirisch bestimmt wird.
7. 7. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Motoransprechzeit empirisch bestimmt wird.
8. 8. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Umkehr-Gleichstrommotor (26) angetriebene Einstellvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Gegenstrombremszeit aufgrund der Trägheit des Umkehr-Gleichstrommotors (26) und der von diesem angetriebenen Bauteile bestimmt wird.
9. 9. Verfahren zum Abbremsen eines Gleichstrommotors nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Umkehr-Gleichstrommotor (26) angetriebene Einstellvorrichtung vorgesehen ist, wobei die

   Ansprechzeit

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   Ansprechzeit aufgrund der Masse des Umkehr-Gleichstrommotors (26) und der von diesem angetriebenen Bauteile bestimmt wird.
10. 10. Verfahren zum Abbremsen eines Motors mit Betriebseigenschaften in nerhalb eines ToIeranzbereichs vorgegebener Betriebskenndaten, gekennzeichnet durch die Verfahrensechritte [a] der Gegenstrombrem sung des Motors für die Dauer einer vorbestimmten, die Ansprech zeit eines Motors mit den vorgegebenen Betriebskenndaten überschreitenden Zeitspanne und [b] d<|s Anlegens einer vorbestimmten Anzahl periodischer Impulse von wechselnder Polarität, die dem Mo tor zugehen, wobei diese Impulse jeweils in der Dauer die Ansprechzeit eines Motors mit den vorgegebenen Betriebskenndaten nicht

    übe rsch re i te η.
11. 11. Verfahren zum Abbremsen eines Motors nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gegenstrombremsdauer der zur Stillsetzung eines Mb tors mit den vorgegebenen Betriebskenndaten erforderlichen Gegenstrombremszeit entspricht.

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