TW477103B - Stepping motor with an electrical activation circuit and arrangement with a stepping motor - Google Patents

Description

477103 _89105109 年 月 日 修 五、發明說明（1) 技術範崖 本發明係有關一種步進馬達，如申請專利範圍第丨項前 提部份所述，及設有一步進馬達之裝置，如申請專利範淨圍 第4項所述。 發明說€ 發明目的 本發明目的在於提供一種 馬達具一可調整制動性能， 及捲開帶狀或線狀材料之裝 目的读成方法 上述目的之達成方法為， 步進馬達激磁繞阻的可控電 部電流至任一激磁繞阻，而 所預設電阻與任一激磁繞阻 設之制動曲線。 具簡單電控制之步進馬達，該 以及一種使用此步進馬達捲起 置。 除了流經一以控制電路驅動之 流外’未以控制電路饋入一外 被動地以一衝擊因數接通及切 ，以配合馬達轉速達到一可預 本發明之其他優點及實施例 曼^實施方式 圖1顯不本發明設兩相因半、隹艮、去γ 里仏^ 祁Η步進馬達（未同時示出）之裝 料，此Ϊ =。：： Ϊ置係用於捲起及捲開-帶狀或線狀材

^ 此處為一所谓的儲存帶1。此儲在册1叮十 ，U 狀物杜 ^ 此保存贡1可存入及吐出片

狀物件，此處為紙鈔3 A 鈔;η月抑六册·· 圖1中从儲存在儲存捲19上的紙 yd3及儲存帶1的厚度被放大。 圖1為一側視圖。以輪… 條儲存帶1太+ ,、方向Τ仃進的一體成型之唯一一 1于末立而固疋在帶摄q 甲捲d上儲存帶1可捲到帶捲3上及

477103 案號89105〗^ 一修正 步進馬達作用 其相對設一壓 段1 1，其經一 五、發明說明（2) ^ 由帶捲3捲出。帶捲3可繞复 於該捲軸5。儲存帶1由帶 ά 5夂轉。- 緊輪g。導輪7後之儲存帶！過—導輪7 作為儲存帶夾緊件之張緊輪13=冉^弟二帶仙，其經— =輪15。轉向後之儲存帶 達:作為儲存帶轉向件 储，捲19上。導輪15壓向館存捲19乍上弟二二段17 ’而繞在 (弟二帶段）’故可經儲存捲i 取而位置 一固定捲軸20旋轉，本發明另一 +被驅動。儲存捲19可繞 捲軸。帶段1 7至儲存捲〗9周辟二達可驅動及制動該 22，然後被作為轉向件的導：23帶離^圍21成為帶段 般，導輪23亦壓向儲存捲19。儲存 '。如導輪15 — 導輪2 7構成回路25而到達壓緊幹9。 ¥輪23繞過另— 被稱作第一帶段29，緊貼第二^ ^緊輪9後儲存帶1 導輪15到達儲存捲19。其在儲緊輪13及 ，成第四細，最後在捲繞過,==口下^ 在儲存捲19捲軸20附近。 α中虛線，固定 =——條儲存帶1 H此處為帶捲3，被捲繞至儲存 。紙鈔33被夾在儲存捲丨9的繞層間。當然亦可在寬度 向上，即垂直於輸送方向，平行設置多條儲存帶。又 雖然此處輸送方向上只設一唯一一條儲存帶丨，但紙鈔 33由於構成回路而可夾在兩帶段間輸送，故得到 輸送。 』非心 存入及吐出紙鈔33時，儲存捲19之直徑隨儲存帶}及夾 在其間之紙鈔33的捲起及捲開而改變。兩導輪15，23應彼 五、發明說明（3) 此儘量接近（捲出範圍2 1官检旦，、、， 可變化的周壁，最好是塵/里:亚儘$貼住儲存捲1 9 23， 15心轴32，34相斟於綠^上。為達此目的，兩導輪 捲直徑變化而改變。在此卢子捲1 9捲軸2 0之距離可視儲存 定。心軸15, 23以一距J所示：施例中，捲轴2〇為固 捲1 9周壁。紙鈔33存入儲^ ^固=連接，且彈性壓向儲存 間的紙鈔可靠支撐所需的=& 1 9時/使夾在帶段1 1與29之 帶段1 1， 2 9偏轉與作用於^缸力Ρ係由張緊輪1 3產生之兩 力所產生。吐出紙鈔時，； 之步進馬達的可調整制動 2〇的步進馬達變成制動馬=:，驅動馬達作用於捲轴 輪9、張緊輪13及回路導輪7， H 23，27、壓緊 向單元36。 疋 在儲存帶捲入範圍中之導 存入片狀可彎曲物件日产， 曰 送入或取出縫隙3 5中，=、C其疋紙鈔，該物件被置入一 )。縫隙35由經過導於/、通、吊设置有一輸送帶（未示出 是被夾在兩帶段間輸‘。〃 M、緊，9的帶段構成。物件33於 方向T之張緊輪丨3產生 1:运時之夾緊係利用垂直於輸送 件時兩導輪15，23之位置合轉而^達成。由於存入及吐出物 緊輪13之張力，因帶捲3曰改又、’故亦需以位移而改變張 捲出範圍21皆ί 、 捲轴5為固定。 之最小寬度。物件33:: 小於物件，此處為紙鈔 有利的是，將空出、、％儲存捲1 9周壁而「彎曲。 -垂直於輸送？:τ:: = 1。視欲輸送物件33之# S中只设一唯一 一條儲存帶 也、向延展可設多條儲存帶1，通常至 477103 修正 曰 1 號 89105， 五、發明說明（4) 少兩條。 設一制動步進馬彳圭m 化。 達袋置亦可產生儲存捲〗9之圓周變 為最佳利用儲存捲]9儲存位置， ^ 測器（未示出）監控。 …、V 存入攻好以感 一光學感測器，苴K _ w 运入取出縫隙3 5前方設置 鈔33之距離而定紙鈔33彼此間的距離。視紙 儲存捲19之驅動。物 ^出的控制裝置關閉及開啟 此’驅動儲存㈣；3至於儲存捲19周壁上。因 壁上。故再次存人時，^」—紙鈔33捲到儲存捲周 35至導輪15的距離，被曰「 又，相當於送入/取出縫隙 在每次重新存入前皆拉回;:存帶：：避”儲存損失，故 到導輪7及壓緊輪9的範。 隶後」一紙鈔3 3回

壓緊輪9附近的另一感測器監拉控回订程最好以設在導輪7及 紙鈔由於彎曲效果 I 附著效果可藉電絕緣材^ ^ 儲存捲1 9周壁上。此 紙鈔間之靜電作用而增強:t之，存帶1與同樣不導電的 紙鈔33會大為減少此附著m嚴重及/或「陳舊」的 避免紙鈔33在捲出範圍21 ，”不可能發生，但為 虛，所示截面為三角形的$件39 :在該處設置-圖1中以 最好使用兩導輪15 〇〇 , 與儲存捲Η相切，則亦^ ^儲存帶1已在一處被引導 未設回路之實施例的 一唯一的導輪。圖5顯示 作用於捲軸5及20為驅子動了:二導。 戈制動模式的步進馬達43被圖2 $ 8頁 477103 -j號89105109_多月日 心_ 五、發明說明（5) " 電路圖所示之電路驅動。如圖所示，步進馬達43只由具一 永久磁鐵的轉子44及兩互呈90。的激磁繞阻45a及4513構 成，該繞阻亦可被設作一對互相對立的繞阻。激磁繞阻 45a及45b被一控制電路46激勵。控制電路46有一微處理器 47，其供電給兩電晶體電橋電路49a及49b之電晶體丁1至丁4 及Tlisna。若兩電晶體T12及T13導通，則在激磁繞阻 45a出現一方向S之電流。只控制驅動狀態之激磁繞阻45a 及45b的電路為已知。 一制動步進馬達習知方法為使一或兩激磁繞阻45a及45b皆 :。此種制動性能顯示於圖3，#縱座標代表制動力κ， 表轉速η。曲線〇代表一激磁繞阻未通電之未激勵 y進馬達的制動性能。隨高轉速增大的 二=、磁滯損耗、渦流損耗...作用。Si傳 ==馬達（制動）可作為發電機，亦即其激磁繞 m ^弦形狀的電流。使其中—激磁繞阻^ ίΓ日士 λ，得到曲㈣1之制動性能。使兩激磁繞阻皆 短路％，則侍到曲線Ε2之更高制動力。兩者 皆出現高制動力，其隨轉速η增力口而指婁丈下-、 於ί i:則：ϊ::兩激磁繞阻短路’而是使激磁繞阻被

Si述::Γ:未被應用。激磁繞 之制動性能受所選擇時鐘脈衝頻 員夂。步：：達 1〇〇kHZ及以上）。使激磁繞阻短路的方兩ΗΖΛ 477103 —___案號 89105109_年月日 _____ 五、發明說明（6) 體ΤΙ 1及T12導通，兩電晶體T 13及T 14不導通。激磁繞限 4 5b之電晶體T1至T4則導通。不同於習知方法，制動時此 短路不連續，而以上述之時鐘脈衝頻率及一可調整之衝擊 因數進行。「短路電阻」R由兩電晶體T11及T12或T1及τ2 之内電阻構成。 圖4顯示Sonceboz公司660 0型步進馬達μ…似吩力凊尸汁 得之曲線。其他步進馬達當然會得到其他曲線，但仍保有 此處所示之制動性能。圖4中制動曲線Bq π至匕65顯示不 之衝擊因數，其下標指出其衝擊因數。〇 · 9 5代表短路電 R在9 5%的週期時間中為接通，亦即只在5%的制動時間中

感應電流被中斷。比較曲線I與曲線 V存在一低近似性。衝擊因數再降低時，則制動 ==較高轉速。制動力的下降亦趨緩。 J 用，少甘t 周整至最佳可達到理想的制動作 整^二疋上述紙鈔儲存之實施例。由於制動力可良好$ 整，故始終可確保足夠的儲 ^ ^ ^ 極為簡單。不需要2 ^張力。衝擊因數之調整 使用二二而控轉子的旋轉角度。 法。電路單元51之作用在於較繁項之電路替代方 流的過零點。利用一可調敕疋激磁繞阻45a及45b感應電 被一短路電阻R作用。 L遲使感應電流在其過零點後 期時間的激磁繞阻感瘅電、、ώ數J簡單調整，因決定一週 週期時間改變，但每一週^义零點可被設定。雖然制動時 使用前一週期重新定義衝墼^ f虻極小，故微處理器47可 U數，而不會有明顯誤差。

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〜π燉應電 __案號 89105109 五、發明說明（7) 除了使用微處理· μ登接通時間外 流的可變電流門限改變衝擊因數。 1存帶捲入範圍的-導向單元3 6不需如圖}所示構 作十，而可如圖5所不沒有回路。儲存帶59由帶捲60揉I 儲存捲61。儲存帶59進入儲在捲a认妙+册捲60掩向 同樣設有塵向儲存帶表面的導向單=儲；：：：範圍中 向儲存捲表面的導輪15同樣；一；=壓 及—比照壓緊輪9之輪69。 °又¥輪67 動步進 於紙鈔 捲起及 有需制 儲存裝 及吐出 包裝帶 得小於 使兩步 軸外， 即捲起 命。然 仍可以 視驅動 使兩激 的激磁 用不限 以張力 用於所 上述 可存入 標籤、 是，不 除了 61之捲 1 ’亦 帶的壽 動馬達 婁乏，可 除了 ―唯一 馬達與-上述實施例所示制動步進馬達 之存入及吐出。此種裝置可優先使用於所； = 或；狀材料之處。上述電路可應 動步進馬達之處。 〜 置優先使用於自動櫃員機。除了紙鈔外， 其他可彎曲片狀物彳’例如支票、型號牌’、、 ...。物件33不需具相同尺寸。唯f 由捲出範圍21決定之最小寬度。 進馬達分別作用於帶捲3或6〇又及儲存捲i 9或 亦可使步進馬達以摩擦連接而作用於其周 或捲開的儲存帶上。但摩擦連接會縮 有利的是，即使儲存捲直徑改變，制動^ 相同的轉速工#。制動特性，尤其是衝 步進馬達設定的脈衝頻率而定進行調整。 磁繞阻進行上述的制動程序夕卜，亦可只控制 繞阻。每-激磁繞阻亦可具兩個彼此分離的

Η- / / 1 Η- / / 1 89105100 五、發明說明（8) 線包，而只有一個受控。 ::::;於驅動狀態下的馬達中進行 電流明顯看出 θ

月 …，κ、旧 。π W々似他况 適當調整衝i因數=ί i = f為在—激磁脈衝後接續一 ^ 後接續動脈衝。❿可在數個;數磁脈種 y及只需以微處理器47適當控制電晶_ 除了以兩個捲子將一帶體或線體捲出外，亦可只使用一 唯一的捲子捲出。 糸#編號之說明 1 儲存帶 3 帶捲 5 捲軸 7 導輪 9 壓緊輪 11 第二帶段 13 張緊輪 15 導輪 17 第三帶段 19 儲存捲 20 固定捲車由 21 捲出範圍 22 帶段 Μ 第12頁

477103 案號89105109_年月日 修正 五、發明說明 (9) 23 導輪 25 回路 27 導輪 29 第一帶段 31 第四帶段 32 心轴 33 紙鈔 34 心轴 35 缝隙 36 導向單元 39 導件 43 步進馬達 44 轉子 45a, b 激磁繞阻 46 控制電路 47 微處理器 49a，b 電橋電路 51 電路單元 59 儲存帶 60 帶捲 61 儲存捲 63 導向單元 65 導輪 67 導輪

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477103 _案號89105109_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 以下將依據附圖進一步說明本發明步進馬達之實施例及 其用途。 圖1係本發明步進馬達裝置之示意圖。 圖2係本發明具可預設制動曲線之步進馬達的控制電 路。 圖3係習式步進馬達控制之制動力曲線圖。 圖4係本發明步進馬達控制之制動力曲線圖。 圖5係圖1所示裝置之另一實施例。

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種步進馬達（43)，包括一控制電路（46)，以 =繞阻(45a，45b) ’其特徵在於，除了流經…電 6)驅動之步進馬達（43)激磁繞阻（45a，45b)的可控^ 二外，^控制電路(46)饋入一外部電流至任一激磁= )，而被動地以一衝擊因數接通及切斷預設電阻 與任一激磁繞阻（45a，45b) ’以配合馬達（43)轉速達 到一可預設之制動曲線。 運 電2路圍第1項之步進馬達（43)，其中，控制 技、s(r)°電橋電路（49a，49b)，其在驅動狀態時可 ，通&經任一激磁繞阻（45a, 45b)的激磁電流，而 二兹，發電狀態時’可使一因步進馬達(43)轉子(44)旋轉： 在激磁繞阻（45a，45b)所產生的感應電流’以一可預嗖 鐘脈衝頻率及/或一可預設衝擊因數受電阻作用，以調 預設之制動性能。 & 3·=申請專利範圍第2項之步進馬達（43)，其中，在發 態時，超過任一激磁繞阻（45a，45b)感應電流的可調 “ i門限％，及/或藉一可調整延遲在電流過流零點 後，以電橋電路（49a，49b)使電阻作用，以調整預設之制 動性能。 “ ·如申請專利範圍第2項之步進馬達（43)，其中，電橋 電路可接通一激磁繞阻的激磁電流，並可接著使一激磁繞 阻的感應電流受電阻作用，以抑止步進馬達之共振。 5: —種設有步進馬達之裝置，其以帶縱向將帶狀或線狀 料（1; 59)制動送出儲存該材料（1; 59)之儲存體（3，19; 丄 89105109 六、申請專利範圍 年 曰 修正 儲存帶接λ & 的軸距處附近的導輪US;65)，其與儲存捲捲軸WO) 變化而：；儲存捲因儲存帶Π ; SO捲起及捲開造成的直徑 ^^##(19) ,90,甘子口路（25)，該回路帶段構成第一帶段 (29)發平行於由帶捲引出的第二帶段⑴〕，因一 之夾”⑻而與第二帶段夾緊，兩帶段(2"= (35)構成送人/取出件’且失緊力（ρ)可利用處於制 之步進馬達（43)之預設制動性能而獲得。 動狀悲

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