DE3208636A1

DE3208636A1 - Circuit arrangement for increasing the latching torque in stepping motors

Info

Publication number: DE3208636A1
Application number: DE19823208636
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Schierjott; Roland 8000 München Schlager
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1983-09-22

Abstract

In order to increase the latching torque in unipolar stepping motors, a resistor is arranged in parallel with the control path of the drive transistors of the stator coils. The resistor is dimensioned such that a holding current results which is considerably smaller than the operating current. <IMAGE>

Description

Schaltungsanordnung zur Erhöhung des Rastmomentes inCircuit arrangement for increasing the cogging torque in

Schrittmotoren Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung des Rastmomentes in Schrittmotoren, insbesondere Unipolar-Schrittmotoren, bei denen abhängig von einer Steuereinheit die Wicklungen des Schrittmotores über elektronische Schaltelemente mit einer Ansteuerspannung beaufschlagt werden.Stepper Motors The invention relates to a circuit arrangement for Increasing the cogging torque in stepper motors, especially unipolar stepper motors, in which the windings of the stepper motor are dependent on a control unit electronic switching elements are acted upon with a control voltage.

Bei Druckeinrichtungen in Fernschreibmaschinen oder dergleichen wird die Schreibwalze bzw. der Traktor des Papiervorschubes mittels Schrittmotor angetrieben. Wegen dem geringeren Ansteueraufwand gegenüber Bipolar-Schrittmotoren werden in zunehmenden Maße Unipolar-Schrittmotoren verwendet. Bei derartigen Motoren ist die durch den Permanentmagnetrotor hervorgerufene Rast normalerweise zu schwach, um beim Druckvorgang die Schreibwalze oder den Traktor des Papiervorschubes vor einer Positionsänderung infolge Papierzug oder Erschütterungen zu bewahren.In the case of printing devices in teletyping machines or the like the platen or the tractor of the paper feed is driven by a stepper motor. Because of the lower control effort compared to bipolar stepper motors, in increasing use of unipolar stepper motors. In such engines, the The rest caused by the permanent magnet rotor is normally too weak to during the printing process, the platen or the tractor of the paper feed in front of a Change of position due to paper pull or vibrations.

Zur Erzielung eines höheren Rastmomentes ist es allgemein bekannt, im Rahmen der Ansteuerung des Schrittmotores eine gesonderte Spannungsquelle vorzusehen, über die die Rotorspulen des Schrittmotores im Ruhezustand mit einer geringen Ruhespannung beaufschlagt werden (Bilevelsteuerung).To achieve a higher cogging torque, it is generally known Provide a separate voltage source for controlling the stepper motor, Via which the rotor coils of the stepper motor in the idle state with a low idle voltage applied (bilevel control).

Es ist ebenso allgemein bekannt, den Motorstrom mittels eines Vorwiderstandes auf einen. Ruhestrom abzusenken, -oder diese beiden Prinzipien, nämlich die Bilevelsteuerung und die Absediung des otorstromes mittels Vorwiders+and zu kombinieren.It is also generally known to increase the motor current by means of a series resistor on one. Lower quiescent current, -or these two principles, namely the bilevel control and to combine the discharge of the motor current by means of Vorwider + and.

Jedes dieser Verfahren ist aufwendig und benötigt einen zusätzlichen Umschaltetransistor mit der erforderlichen Ansteuerleitung.Each of these processes is complex and requires an additional one Switching transistor with the required control line.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Schrittmotoren, insbesondere Unipoiar-Schrittmotoren eine zusätzliche sichere.The object of the invention is for stepper motors, in particular unipolar stepper motors an additional secure.

Rastung im Stillstand in einfacher Weise ohne zusätzlich erhöhten Schaltungsaufwand zu erreichen.Locking at a standstill in a simple manner without additionally increased To achieve circuit complexity.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß parallel zu der Steuerstrecke der elektrischen Schaltelemente einen Haltestrom erzeugende Widerstände angeordnet sind.In the case of a circuit arrangement, this task becomes the one mentioned at the outset Kind of solved in that parallel to the control path of the electrical switching elements a holding current generating resistors are arranged.

Bei einer vorteilhaf+en Ausführungsform der Erfindungmit einem unipolaren Schrittmotor aus zwei senkrecht zueinander angeordneten Statorspulen, die jede zwei über Schalttransistoren ansteuerbare Statorwicklungen aufweisen, weist jeweils eine der beiden den Statorspulen zugeordneten Schalttransistoren einen parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke angeordneten Widerstand auf, dessen Widerstandswert derart bemessen ist, daß der resultierende Haltestrom wesentlich geringer als der Betriebsstrom dimensioniert ist. Mit der Erfindung werden z.B. bei den bezeichneten Unipolar-Schrittmotoren für die zusätzlich erhöhte Motorrast lediglich zwei Widerstände benötigt, die zwei Schalttransistoren parallel geschaltet werden. Der so fließende Ruhestrom ist immer dann wirksam, wenn sämtliche den Statorspulen zugeordnete Schalttransistoren gesperrt sind, somit also der Motor stillsteht. Da der Haltestrom wesentlich geringer ist als der Betriebsstrom, ist die in den Widerständen auftretende Verlustleistung gering, ebenso macht sich die im Betrieb entstehende Unsymmetrie der Motorfelder nicht bemerkbar. Die Schaltungsanordnung ist außerordentlich einfach. Sie läßt sich überall dort verwenden, wo bei Schrittmotoren mit einfachen Mitteln die Ruherast erhöht werden soll.In an advantageous embodiment of the invention with a unipolar Stepper motor made up of two stator coils arranged perpendicular to each other, each of which has two Have stator windings controllable via switching transistors, each has a of the two switching transistors assigned to the stator coils, one parallel to the emitter-collector path arranged resistor, the resistance value is such that the The resulting holding current is dimensioned to be significantly lower than the operating current is. With the invention, for example, in the designated unipolar stepper motors only two resistors are required for the additional increased motor rest, the two Switching transistors are connected in parallel. The quiescent current flowing like this is always effective when all switching transistors assigned to the stator coils are blocked are, so the engine is at a standstill. Because the holding current is much lower than the operating current, the power loss occurring in the resistors is low, likewise, the asymmetry of the motor fields that occurs during operation is not noticeable. The circuit arrangement is extremely simple. It can be found anywhere where the rest rest can be increased by simple means with stepper motors target.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Verbindung mit einem Unipolar-Schrittmotor.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below, for example. 1 shows a block diagram the circuit arrangement according to the invention in connection with a unipolar stepper motor.

Bei dem in der Figur dargestellten Unipolar-Schrittmotor, wie er z.B. in der Zeitschrift Elektronik 1974, Heft 6, S. 193 beschrieben ist, sind auf zwei zueinander im Winkel von 900 angeordneten Statorspulen Sl und S2 jeweils zwei gegeneinander wirkenden Statorwicklungen Sil, S12 und S22 und S25 angeordnet. Diese Statorwicklungen Sil, S12 und S22 und S23 werden, ausgehend von einer Steueranordnung SA, wie sie z.B. aus der DE-OS 30 08 289 bekannt ist, über Schalttransistoren T1 bis T4 angesteuert.In the unipolar stepper motor shown in the figure, as e.g. is described in the journal Electronics 1974, No. 6, p. 193, are on two Stator coils Sl and S2 arranged at an angle of 900 to one another, two in each case against one another acting stator windings Sil, S12 and S22 and S25 arranged. These stator windings Sil, S12 and S22 and S23 are, proceeding from a control arrangement SA, like them e.g. from DE-OS 30 08 289 is known, controlled via switching transistors T1 to T4.

Die Spannungsversorgung des Schrittmotores erfolgt über eine Gleichspannungsquelle U. Der Steuerstrecke (Emitter-Kollektor-Strecke) der Schalttransistoren T1 und T2, die die Statorwicklungen Sil und S23 der Statorspulen S1 und S2 ansteuern, ist jeweils ein Widerstand R1 und R2 parallel geschaltet. Diese Widerstände RI und R2 erzeugen im gesperrten Zustand der Transistoren T1 bis T4 einen Haltestrom, der in Verbindung mit den Statorwicklungen zu einer'Erhöhung des Rastmomentes führt. Der Haltestrom ist wesentlich geringer dimensioniert als der Betriebsstrom (etwa 10 °Ó des Betriebsstroms), so daß keine Überhitzung des Schrittmotores stattfinden kann, und daß sich außerdem die im Betrieb entstehende Unsynmetrie (Motorfelder) nicht auf den Antrieb auswirkt.The stepper motor is supplied with power from a DC voltage source U. The control path (emitter-collector path) of the switching transistors T1 and T2, which control the stator windings Sil and S23 of the stator coils S1 and S2, respectively a resistor R1 and R2 connected in parallel. These resistors create RI and R2 in the blocked state of the transistors T1 to T4 a holding current, which in connection leads to an increase in the cogging torque with the stator windings. The holding current is dimensioned significantly smaller than the operating current (approx. 10 ° Ó of the operating current), so that no overheating of the stepper motor can take place, and that in addition the asymmetry (motor fields) that occurs during operation does not affect the drive.

Die Widerstände lassen sich entsprechend der gewünschten Stärke des Rastmomentes im Rahmen der vorgegebenen Betriebsparameter des Schrittmotores variieren.The resistances can be adjusted according to the desired strength of the Cogging torque vary within the specified operating parameters of the stepper motor.

3 Patentansprüche 1 Figur3 claims 1 figure

Claims

Claims,. Circuit arrangement for increasing the detent torque in stepper motors, especially unipolar stepper motors, where dependent on a control unit, the windings of the stepper motor via electronic switching elements be applied with a control voltage, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that parallel to the control path of the electrical switching elements (T1 to T4) resistors <RI, R2) generating a holding current are arranged.

2. Circuit arrangement according to claim 1, with a unipolar stepper motor from two stator coils arranged perpendicular to each other, each two via switching transistors have controllable stator windings, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that in each case one of the two switching transistors assigned to the stator coils (S1, S2) (T1 * T2) a spacer arranged parallel to the emitter-collector path (w, R2), the resistance of which is dimensioned such that the resulting Holding current is much lower than the operating current.

3. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, d a d u It is clear that the resistors (R1, R2) are designed to be adjustable are.