DE3222877A1

DE3222877A1 - Schrittmotorantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE3222877A1
Application number: DE19823222877
Authority: DE
Inventors: Takayuki Chichibu Saitama Hoashi; Tohru Kumagaya Saitama Okada
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1983-01-20
Also published as: IT1148988B; JPS586099A; IT8248734A0

Description

Beschreibung
Schrittmotorantriebsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schrittmotorantriebsvorrichtung für einen Zweiphasenantrieb eines Schrittmotors mit einer Einphasen -Treibschaltung.
Man verwendet Schrittmotoren zum Umsetzen elektrischer Eingangsimpulse in eine mechanische Bewegung. Schrittmotoren erfahren als Ausgangsvorrichtung zunehmende Bedeutung mit dem Fortschritt digitaler Informationsverarbeitung, wie diese durch die drastische Entwicklung integrierter Schaltungen erhältlich ist. Beispielsweise werden auf dem Computergebiet Schrittmotoren zum Positionieren von Magnetköpfen bei floppy-disk-Antrieben verwendet. Hierbei ist eine extrem hohe Präzision erforderlich. (Spuren, wie diese durch 00 - 03 in Fig. 3 und 6 dargestellt sind, entsprechen Magnetkopfpositionen.) Für den Antrieb solcher Schrittmotoren sind im allgemeinen Einphasenantrieb, Ein-Zwei-Phasen-Wechselantrieb, Zwei-Phasen-Simultanantrieb usw. verwendet worden. Beim in Fig. 1 dargestellten Linphasenantrieb sind Ausgangsleitungen 1a - 1d einer Einphasentreibschaltung 1 je mit Wicklungen 2a bis 2d eines Schrittmotors verbunden, und es werden Treibimpulse, wie diese in Fig. 2(a) bis (d) dargestellt sind, nacheinander den Wicklungen zum Antrieb des Motors 2 zugeführt. Die Impulse in Fig. 2(a) - (d) sind im in Fig. 3 dargestellten Diagramm aufgeführt, wobei H und L für ein Signal mit hohem bzw. niedrigem Pegel stehen.
Eine solche Einphasentreibschaltung für einen Schrittmotor ist aber nicht in der tage, eine ausreichende Positioniergenauigkeit zu liefern, und zwar wegen eines unzureichenden Drehmomentes, eines Fehlers im Schrittwinkel und dergl.
Um diesem Nachteil abzuhelfen wird eine in Fig. 4 dargestellte Zweiphasenantriebsschaltung vorgeschlagen, bei der Ausgangsleitungen 1a - 1d einer Einphasen-Erregungsschaltung von 1 je mit dem einen Eingang/UND-Gliedern 3a - 3d verbunden sind, während die je anderen Eingänge dieser Verknüpfungsglieder mit benachbarten Ausgangsleitungen der Erregungsschaltung 1 verbunden sind. Die Ausgänge der UND-Glieder 3a bis 3d werden über einen aus einer integrierten Schaltung auf gebauten Treiber 4 den Wicklungen 2a - 2d des Schrittmotors zugeführt. Die Erregungsschaltung 1 erzeugt aufeinanderfolgend Ausyangsimpulse an den Ausgangsleitungen la - 1d, wodurch zwei Phasen in jeder Wicklung 2a - 2d gleichzeitig aktiviert werden, wie dieses in Fig. 5(a) (d) und in Fig. 6 dargestellt ist, um einen Zweiphasenantrieb des Schrittmotors zu erhalten.
Jedoch erfordert der aus einer integrierten Schaltung aufgebaute Treiber 4, der für einen solchen Zweiphasenantrieb erforderlich ist, zusätzlichen Raum auf der gedruckten Schaltungsplatine und erhöht die Fertigungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Treibschaltung zum Antreiben eines Schrittmotors durch Aktivieren von Phasenwicklungen desselben bereitzustellen, wobei ein größeres Drehmoment und eine höhere Drehstellungsgenauigkeit als bei einem Einphasenantrieb erreicht werden. Dabei soll zugelcih Vorsorge dafür getragen werden, daß die Antriebsschaltung platzsparender und billiger als bei einem Zweiphasenantrieb ausgelegt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1,3 und 5 alternativ gelöst und mit jenen der Unteransprüche vorteilhaft weitergebildet.
Es zeigen: Die bereits erwähnten Fig. 1 bis 4 Beispiele üblicher Antriebsmethoden, und zwar im einzelnen Fig. 1 das Schaltbild einer Einphasentreibschaltung, Fig. 2 ein Wellenformdiagramm zur Darstellung von Signalen, die den Phasenwicklungen des in Fig. 1 dargestellten Schrittmotors zugeführt werden, Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Wirkungsweise der Treibschaltung nach Fig. 1, Fig. 4 das Schaltbild einer Zweiphasenantriebsschaltung, ferner Fig. 5 ein Wellenformdiagramm zur Darstellung von Signalen, die beim Zweiphasenantrieb benutzt werden, Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Wirkungsweise des Zweiphasen-Antriebs und Fig. 7 das Schaltbild einer Treibschaltung gemäß der Erfindung.
Fig. 7 zeiyt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der dieselben Bauteile wie in Fig. 1 oder 4 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Bei der Schaltung nach Fig. 7 sind die Ausgangsleitungen 1a - 1d der Einphasenerregungsschaltung 1 je mit den Phasenwindungen 2a - 2d des Schrittmotors 2 über Dioden 5a, 5c, Se bzw. 5g verbunden, deren Kathoden auf der Seite der Erregungsschaltung liegen. Jede Anode dieser Dioden ist mit der Kathode einer benachbarten Diode über eine Diode 5b, 5d, 5f oder 5h in derselben Richtung verbunden, wobei die Kathode der Diode 5h mit der Ausgangsleitung 1a der Erregungsschaltung 1 verbunden ist.
Bei der vorstehend erläuterten Schaltung gibt die Ausgangsleitung la der Erregungsschaltung 1 einen Ausgangsimpuls während der Zeitspanne t1 (Fig. 5) ab, und dieser Impuls wird über die Dioden 5a und 5h zur Erregung der Wicklungen 2a, 2d des Schrittmotors 2 übertragen. In der darauffolgenden Zeitspanne t liefert die Ausgangsleitung 1b einen Impuls über die Dioden Sb, 5c, um die Wicklungen 2a, 2b zu erregen.
In ähnlicher Weise werden während der Zeitspannen t3 und t4 die Wicklungen 2b, 2c und 2c, 2d jeweils erregt (Fig. 5). Die vorstehenden Schritte werden wiederholt, um einen Zweiphasenantrieb des Schrittmotors zu erhalten, wie dieses in Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Wie oben erläutert, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine billige und genaue Treiberschaltung, die einen Zweiphasenantrieb eines Schrittmotors zu bewerkstelligen vermag, und zwar durch Verbinden von Dioden mit der Ausgangsstufe einer Einphasentreiberschaltung.
Obgleich das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel auf einen Zweiphasenantrieb eines Schrittmotors gerichtet ist, versteht es sich, daß dasselbe Prinzip auch auf mehrphasige Antriebe mit mehr als zwei Phasen oder auf einen Ein-Zwei-Phasen-Wechselantrieb anwendbar ist.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche ()i. Schrittmotorantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch - einen Schrittmotor mit einer Vielzahl Wicklungen, - einer ersten Gleichrichterschaltung zum Verbinden jedes Ausgangsanschlusses einer Erregungsschaltung für einen Einphasenantrieb des Schrittmotors mit jeder Wicklung des Schrittmotors und - einer zweiten Gleichrichterschaltung zum Verbinden einer Phase des Schrittmotors mit einer anderen Phase der Erregungsschaltung, wobei die andere Phase ausyewählt ist aus den gegenseitig benachbarten Phasen im Schrittmotor und der Erregungsschaltung.
2. Schrittrnotorantriebsvorriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweite Gleichrichterschaltung Dioden aeisen, von denen Anschlüsse derselben Polarität schrittmotorseitig gemeinsam miteinander verbunden sind.
3. Schrittmotorantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch - einen durch Erregung einer Vielzahl Wicklungen zu drehenden Schrittmotor, - einer Treibschaltung mit einer Vielzahl Ausgangsanschlüsse, die den Wicklungen des Schrittmotors für dessen Einphasenantrieb entsprechen,und - eine Vielzahl Dioden zum Verbinden der Treibschaltung mit dem Schrittmotor.
4. Schrittmotorantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichpolige Anschlüsse der Vielzahl Dioden schrittmotorseitig gemeinsam verbunden sind derart, daß gegenseitig unterschiedliche Ausgangsanschlüsse der Treibschaltung mit einer Wicklung des Schrittmotors verbunden werden.
5. Schrittmotorantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch - einen durch Erregung von zwei Wicklungen einer Vielzahl Wicklunge,n zu drehenden Schrittmotor, - eine Treibschaltung mit einer Vielzahl Ausgangsanschlüsse, die den Wicklungen des Schrittmotors für einen Einphasenantrieb desselben entsprechen und - eine Vielzahl Dioden, von denen Anoden schrittmotorseitiy gemeinsam verbunden sind derart, daß gegenseitig verschiedene Ausgangsanschlüsse der Treibschaltung mit einer Wicklung des Schrittmotors verbunden werden.
6. Schrittmotorantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl Dioden aus einer Vielzahl Gruppen von zwei Dioden aufgebaut sind, von denen Kathoden mit den Ausgangsanschlüssen verbunden sind, die benachbarten Phasen der Treibschaltung entsprechen.