DE3011719C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsschaltung für einen Schrittschaltmotor
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Antriebsschaltung ist aus der DE-OS 22 54 123
bekannt. Bei der bekannten Schaltung wird in Kauf genommen,
daß die Stromaufnahme des Motors bei Stillstand höher ist
als beim Laufen des Motors mit niedriger Geschwindigkeit.
Während die Wicklungen bei langsam laufendem Motor durch kürzere
Stromimpulse gespeist werden sollen als bei Schnellaufbetrieb,
empfangen die Wicklungen beim stillstehendem Motor ihren
Speisestrom kontinuierlich, was den effektiven Leistungsverbrauch
erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsschaltung
für einen Schrittschaltmotor der im Oberbegriff des
Patentanspruchs beschriebenen Gattung auf einfache Weise und
mit minimalem Schaltungsaufwand so auszubilden, daß die durchschnittliche
Verlustleistung des Motors merklich reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß das erforderliche
Haltemoment für Schrittmotoren bei stillgesetztem Motor kleiner
ist als das erforderliche Drehmoment zum Bewegen des Motors,
daß man also Verlustleistung ohne Nachteil einsparen kann,
wenn man die Erregung der Wicklungen bei stillstehendem Motor
reduziert.
Maßnahmen zur Amplitudenverminderung der Wicklungsströme in
einem stillstehenden Schrittmotor gegenüber den Wicklungsströmen
bei laufendem Motor sind an sich bekannt (DE-OS 24 14 602
und 25 29 309). Hierbei handelt es sich jedoch um Schrittschaltmotoren,
deren Wicklungsströme zur Drehung des Motors
zyklisch nur zwischen voller Amplitude und Nullamplitude
umgeschaltet werden. Bei einer Stillsetzung des Motors, die
durch das Ausbleiben der die Antriebsschaltung steuernden
Taktimpulse festgestellt wird, erfolgt eine Umschaltung aller
momentan fließenden Wicklungs-Speiseströme auf einen verminderten
Wert, der zum Aufbringen des Haltemoments ausreicht.
Diese Umschaltung geschieht entweder dadurch, daß der Ist-Strom-
Meßwert vorhandener Wicklungsstrom-Regelkreise künstlich
verändert wird (DE-OS 24 14 602), oder dadurch, daß der
Erregerkreis jeder Wicklung von einer Quelle hoher Speisespannung
auf eine Quelle niedriger Spannung umgeschaltet wird
(DE-OS 25 29 309). In jedem Falle ist es notwendig, neben den
Schalteinrichtungen, die bei Lauf des Motors zur Kommutierung
der Wicklungsströme dienen, zusätzliche Schalteinrichtungen
vorzusehen, die nur im Stillstand zum Vermindern der Wicklungsstromamplitude
benötigt werden.
An einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 die Stromvektoren zum Speisen eines Schrittschaltmotors;
Fig. 2 ein Diagramm des In-Trittfallmoments eines Schrittschaltmotors
in Abhängigkeit von der Speiseimpulsfrequenz;
Fig. 3 das Schaltbild der bevorzugten Ausführungsform
der hier beschriebenen Antriebsschaltung;
Fig. 4 den zeitlichen Verlauf von Spannung und Strom an
einzelnen Punkten der Schaltung; und
Fig. 5 eine Tabelle zur Erläuterung der Speisung der Wicklungen
des Schrittschaltmotors.
Bei einem Schrittschaltmotor, dessen im folgenden mit A und B
bezeichnete Wicklungen zueinander im rechten Winkel stehen,
wird beispielsweise zunächst die A-Wicklung mit dem vollen
Strom gespeist, wie im Vektor-Diagramm der Fig. 1 dargestellt
ist, worauf die B-Wicklung mit einem mit tg 22,5° mulitpllizierten
Wert des vollen Strom gespeist wird, anschließend die
A-Wicklung und die B-Wicklung mit dem vollen Strom, danach
die A-Wicklung mit dem mit tg 22,5° multiplizierten Wert des
vollen Stroms und die B-Wicklung mit dem vollen Strom und
schließlich die B-Wicklung mit dem vollen Strom, wodurch der
Schrittschaltmotor im Uhrzeigersinn um 90° gedreht worden
ist. Im Anschluß daran erfolgt eine weitere Drehung des Schrittschaltmotors
um 22,5° durch Speisung der B-Wicklung und dann
der A-Wicklung mit Strom in der entgegengesetzten Richtung,
dessen voller Wert mit tg 22,5° multipliziert ist. In entsprechender
Weise erhält man bei diesem Ausführungsbeispiel unter
Verwendung von 16 Vektoren eine Drehung von 360°. Fig. 2 zeigt
das sogenannte Intrittfallmoment, also das Anlaufdrehmoment
in Abhängigkeit von der Speiseimpulsfrequenz des Schrittschaltmotors,
wobei der schraffierte Bereich den Selbstanlaufbereich
darstellt. Der Schrittschaltmotor kann den Speiseimpulsen
nur dann synchron folgen, wenn bei steigender Impulsfrequenz
das Lastmoment abnimmt. Dies ergibt sich daher, daß
sich die Last des Schrittschaltmotors im allgemeinen aus Reibungsmoment
und Trägheitsmoment zusammensetzt, wozu auch die entsprechenden
Werte des Motors selbst gehören (und ggf. auch
eine Federwirkung in einer Drehrichtung), und das Trägheitsmoment
des Rotors proportional zu der Beschleunigung ansteigt,
während die Induktivität der Motorwicklung einen
Einfluß auf das Ansprechen auf die Impulsfrequenz hat.
Wenn daher ein Motor gegen eine bestimmte Last mit höherer
Impulsfrequenz angetrieben werden soll, muß er ein größeres
Drehmoment haben. Andererseits ist das Haltedrehmoment bei
Stillstand des Motors annähernd gleich dem Drehmoment bei
der Impulsfrequenz 0 in Fig. 2, bei der keine Beschleunigung
vorhanden ist und keine Antriebsimpulse erzeugt werden, sondern
der Schrittschaltmotor einen geglätteten, konstanten Strom
erhält, bei dem sich die Induktivität der Wicklungen nicht
auswirkt. Da außerdem die Reibung des Motors bei Stillstand
eine haltende Kraft darstellt, ist das Stillstandsmoment in
aller Regel größer als nötig.
Wie das Stillstandsmoment und damit die Verlustleistung vorteilhaft
herabgesetzt werden können, wodurch man u. a. auch mit
einem kleineren Motor auskommen kann, wird im folgenden erläutert.
Da der Schrittschaltmotor sowohl für die A-Phase als auch für
die B-Phase den vollen Stromwert multipliziert mit tg 22,5°
benötigt, wird die hier beschriebene Antriebsschaltung zum Teil
gemeinsam genützt, um den Motor bei Stillstand sowohl in der
A-Phase als auch in der B-Phase mit dem vollen Strom × tg 22,5 zu
speisen, wodurch eine Herabsetzung des Durchschnittsstroms
und folglich der Verlustleistung wenigstens dann erreicht wird,
wenn beide Wicklungen nicht gleichzeitig den vollen Strom
erhalten, was auch zu einer verminderten Erwärmung des Motors
führt und eine Energiequelle von nur geringerer Leistung erforderlich
macht.
In der Schaltung der Fig. 3 ist der Schrittschaltmotor PM
mit zwei Wicklungen A und B ausgestattet, die zueinander senkrecht
stehen. S 1-S 8 sind Halbleiterschalter, die dazu
dienen, die Ströme I A und I B in den Wicklungen A und B durch
entsprechendes Öffnen und Sperren mit nach Bedarfsfall wechselnden
Richtungen fließen zu lassen. Wenn der Strom I A in
Richtung des an der Wicklung A gezeichneten Pfeils fließt,
wird nachfolgend von A-Phasenspeisung gesprochen, während bei
Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung die Bezeichnung
-Phasenspeisung lautet. Gleiches gilt für die Speisung der
Wicklung B mit Bezug auf den Richtungspfeil in der Zeichnung.
Der Rotor des Schrittschaltmotors ist mit RT bezeichnet. Die
Speisung der Wicklung erfolgt mit einer Gleichstromquelle E 1.
Mit den Widerständen R A und R B wird festgestellt, ob Strom in
den Wicklungen A und B fließt. Die Schalter S 5 bis S 8 öffnen
und schließen mit hoher Geschwindigkeit während der Schließphasen
der Schalter S 1 bis S 4 in später noch zu beschreibender
Weise und sorgen für die Impulssteuerung der Wicklungen A
und B. Über die Dioden D 1 bis D 4 erfolgt die Entladung der in
den Wicklungen A und B gespeicherten elektromagnetischen Energie
während der Öffnungszeiten des mit der hohen Geschwindigkeit
durchgeführten Öffnens und Schließens; sie glätten außerdem
den Strom in den Wicklungen. Ein Generator CS erzeugt für
die Schrittschaltmotor-Steuerung Vorwärts- und Rückwärtsimpulse
für einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler CT und gibt von seiner Vorwärtsklemme
Impulse an die Vorwärtsklemme des Zählers CT und
von seiner Rückwärtsklemme Impulse an die Rückwärtsklemme des
Zählers CT ab. Dieser Zähler CT erzeugt in binärer Zählweise
seinen Berechnungswert und gibt sein Ausgangssignal an den Klemmen
a 1 bis a 4 ab. Die Tabelle der Fig. 5 zeigt, daß die Berechnungswerte
in fortschreitender Richtung von der oberen zur unteren
Stufe größer werden. Ein Dekodierer DE erhält die Berechnungswerte
und gibt Ausgangswerte entsprechend den Werten der
Stufen an seinen Ausgangsklemmen A, , B, , und ab. Die
Ausgangsklemme A ist mit einem Schaltsteuerelement t 1 des
Schalters S 1 und mit einem Eingang eines UND-Gliedes AND 1,
welches als Schaltsteuerelement dient, verbunden, und ein
theoretischer Wert 1 an der Ausgangsklemme A bewirkt, wie
später noch dargelegt, daß ein Strom in der Wicklung A in
Pfeilrichtung fließt, also A-Phasenspeisung herrscht. Die
Ausgangsklemme ist mit einem Schaltersteuerelement t 2 des
Schalters S 2 und mit einem Eingang eines UND-Gliedes AND 2
verbunden, das als Schaltersteuerelement dient, und ein theoretischer
Wert 1 bewirkt somit -Phasenspeisung. In gleicher
Weise geben die Ausgangsklemmen B und ihre Ausgangswerte
an t 3, AND 3, t 4 und AND 4 ab und bewirken B-Phasen- bzw.
-Phasenspeisung. Das Signal von der Ausgangsklemme wird
auf einen Eingang eines ODER-Gliedes OR 1 geleitet, das die
A-Phasenspeisung oder die -Phasenspeisung durch später noch
zu erläuternde Steuerung mit tg 22,5° multipliziert, wenn der
theoretische Wert der -Ausgangsklemme 1 ist. Das Signal der
Ausgangsklemme wird auf den Eingang eines ODER-Gliedes OR 2
geführt, und wenn der theoretische Wert an der -Klemme 1 ist,
reduziert dieses Signal die B-Phasen- oder -Phasenspeisung.
Ein monostabiler Multivibrator MM erhält über ein ODER-Glied
OR 3 jedes Ausgangssignal vom
Generator CS. Der Multivibrator MM kann stets erneut getriggert
werden. Sein Ausgangswert wird einem NOR-Glied NOR zugeführt,
das auch die Signale von den Ausgangsklemmen und des
Dekodierers DE zugeführt erhält. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes
NOR wird zweiten Eingängen der ODER-Glieder OR 1 und OR 2
zugeleitet. Die Ausgänge von Komparatoren CP A und CP B sind mit
einem Eingang der UND-Glieder AND 1 und AND 2 zum Steuern der
Stromzuführung zur A-Wicklung bzw. einem Eingang der UND-Glieder
AND 3 und AND 4 zum Steuern der Stromzuführung der B-Wicklung
verbunden, um die Schalter S 5 bis S 8 mit hoher Schaltgeschwindigkeit
entsprechend den Schließperioden der Schalter S 1 bis
S 4 zu öffnen und zu schließen. Die Komparatoren CP A und CP B
erhalten auf ihrem Umkehreingang (-) den Potentialwert von
den Widerständen R A bzw. R B , die einen Laststromfluß durch die
Wicklungen A und B feststellen, während ihren nichtumkehrenden
Eingängen (+) Signale von einem Generator TG, der eine Dreieckssignalkette
von konstanter Höhe abgibt, über Kopplungskondensatoren
C 1 und C 2 zugeführt werden. Die Potentiale der
Kopplungskondensatoren werden zu einem elektrischen Potential
addiert, wobei die Spannung einer Stromquelle E 2 zum Einstellen
des elektrischen Stroms in den Wicklungen konstant durch
eine Gruppe von Widerständen R 1, R 2 und R 3 bzw. R 4, R 5 und R 6
geteilt wird. R 7 und R 8 sind Widerstände, die den Betrag der
hinzuaddierten Spannung vom Spannungsteiler herabsetzen, wenn
die Schalter S 9 und S 10 schließen, was dann erfolgt, wenn die
ODER-Glieder OR 1, OR 2 den theoretischen Wert 1 erhalten, wodurch
das Potential am nichtumkehrenden Eingang (+) der Komparatoren
CP A bzw. CP B herabgesetzt wird. Ein Widerstand R 9 bildet
zusammen mit einem Kondensator C 3 in gleicher Weise wie ein
Widerstand R 10 mit einem Kondensator C 4 ein Tiefpaßfilter, mit
dem die hohen Impulsfrequenzen der Wicklungen A und B vom umkehrenden
Eingang (-) der Komparatoren ferngehalten werden.
Als nächstes soll der Schrittschaltmotor während des normalen
Betriebes beschrieben werden. Fig. 4 dient zur Erläuterung des
Öffnens und Schließens mit einem der UND-Glieder AND 1 bis AND 4
und zeigt mit ausgezogenen Linien den Spannungs- und Stromverlauf
an entsprechenden Teilen, wenn beispielsweise der Ausgangswert
der Ausgangsklemme A des Dekodierers DE den theoretischen
Wert 1 hat. Auf der Abszisse ist die Zeitachse aufgetragen. Die
Werte 0 bedeuten entweder Potential oder Strom der Größe 0. Es wird
vorausgesetzt, daß die Schalter S 1, S 6 geschlossen sind oder
mit der hohen Geschwindigkeit geschlossen und geöffnet werden,
und daß der konstante elektrische Strom
in diesem Fall pulsierend in der Wicklung A
fließt. (+) in Fig. 4a ist die Eingangsspannungsschwingung am
nichtumkehrenden Eingang (+) des Komparators CP A , die sich
wiederholend der
Dreieckswelle vom Generator TG und der Teilerspannung von den
Widerständen R 1, R 2, R 3 entsprechend der Spannungsquelle E 2
überlagert. Für diesen Fall ist vorauszusetzen, daß der Schalter
S 9 unwirksam ist. (-) ist die Eingangsspannungswelle am
invertierenden Eingang (-) des Komparators CP A ; dieser erhält
in diesem Fall die Spannung vom Widerstand R A entsprechend dem
Strom in der Wicklung, wobei die Welligkeit durch das Filter aus
Widerstand R 9 und Kondensator C 3 beseitigt ist. Die Dreiecksspannung
(+) übersteigt in einer bestimmten Zeitspanne die Spannung
(-) innerhalb jeder Dreiecksperiode. Fig. 4b zeigt die Ausgangsspannung
des Komparators CP A , die in Form von Rechteckimpulsen
mit großer Impulshöhe während der Zeitspanne auftritt,
in der die Dreiecksspannung (+) größer als die Spannung (-) ist.
Ein an der Ausgangsklemme A des Dekodierers DE auftretendes Signal
läßt den Schalter S 1 schließen und führt dem einen Eingang
des UND-Gliedes AND 1 ein H-Signal zu, und während dessen Dauer
empfängt das UND-Glied AND 1 an seinem zweiten Eingang die Rechteckwelle
gemäß Fig. 4b und öffnet und schließt dadurch den Schalter
S 6. Der Strom kann folglich über den Schalter S 6 durch die
Wicklung A, den Schalter S 1 und den Widerstand R A fließen.
Fig. 4c gibt den Stromverlauf durch den Schalter S 6 wieder,
der mit I S6 bezeichnet ist. Der ansteigende Verlauf des Stroms
hat seinen Grund in der Speisespannung E 1, der Wicklungsinduktivität,
dem Ohmschen Widerstand der Wicklung und dem Widerstand
R A und steht in Beziehung zum Anstieg der Zufuhr an elektromagnetischer
Energie zu den Wicklungen. Fig. 4d zeigt den
durch den Schalter S 1, den Widerstand R A und die Diode D₂ bei
der Abführung der elektromagnetischen Energie, die in der Wicklung
A gespeichert ist, fließenden Strom, während der Strom I S6
0 ist. Er wird I D2 genannt. Der Abfall des Stroms hängt mit der
Größe der gespeicherten elektromagnetischen Energie, der Induktivität
und dem Widerstand im Kreis zusammen und steht in Beziehung
zur Entladung der in den Wicklungen gespeicherten elektromagnetischen
Energie. Fig. 4e zeigt den Gesamtstrom I S6 + I D2
der Wicklung A, was in Fig. 3 mit A-Phasenspeisung in Pfeilrichtung
angedeutet ist. Dies ist ein durch den Widerstand R A hindurchgehender,
pulsierender Strom, der die (-)-Spannung in
Fig. 4a linear werden läßt. Die Größe des Stroms I S6 + I D2
ist dadurch bestimmt, daß Zufuhr und Abfuhr der elektromagnetischen
Energie der Wicklungen Gleichgewicht sind durch die Kreuzungspunkte
der Kurven (+) und (-) in Fig. 4a und durch die
Zeit, in der die Kurve (+) höher liegt als die Kurve (-). Diese
Tatsache bestimmt den Wert des Stroms in der Wicklung und ist
maßgebend für die Rückkopplungswirkung. Bezüglich der Ströme
der -Phase, B-Phase und -Phase wird die Steuerung aufgrund
der Signale von den Ausgangsklemmen , B und des Dekodierers
DE entsprechend der Darstellung der Fig. 4 durchgeführt.
Wenn die Ausgangsklemmen A, B und des Dekodierers DE den
theoretischen Wert 1 gemäß Vektor Nr. 1 in der Tabelle der
Fig. 5 haben, dann hat die Wicklung A die beschriebenen A-Phasenspeisung,
und für die Wicklung B schließt das Signal des Dekodierers
DE den Schalter S 3 und erzeugt an einem Eingang des
UND-Gliedes AND 3 H-Pegel, während das Signal den Schalter S 10
über das ODER-Glied OR 2 schließt und den Widerstand R 8 zur Wirkung
bringt, so daß das Potential am nichtumkehrenden (direkten)
Eingang (+) des Komparators CP B absinkt, während die Neigung der
Dreieckswelle so bleibt, wie in Fig. 4a gestrichelt dargestellt.
Das Pegelverhältnis dieser Wellen beträgt tg 22,5°. Wenn der
Pegel der Welle in Fig. 4a sich entsprechend der gestrichelten
Linie verringert, ist berücksichtigt, daß sich die Wicklungsdetektorspannung
(-) von dem Wert der ausgezogenen Linie auf
den der gestrichelten Linie ändert. Da zunächst die Dreieckswelle
(+) keinen Kreuzungspunkt mit der Detektorspannung (-)
hat, ist der Strom I S6 in Fig. 4c 0, während der Strom I D2
sich gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 4b allmählich verringert,
so daß der Gesamtstrom I S6 + I D2 der Wicklung nach
der Darstellung in Fig. 4e abfällt. Hat dann die Welle wieder
einen Kreuzungspunkt mit der Detektorspannung (-), wird ein
Strom I S6 erzeugt, und schließlich stellt sich wieder ein konstanter
Pegel für den Anstiegspunkt dieses Stromes ein, d. h.,
die Zunahme der elektromagnetischen Energie und ihre Abführung
sind ausgeglichen, so daß ein stabiler Strom fließt. Das Paar
des Stroms in der B-Phase × tg 22,5° und des Stroms in der
A-Phase erzeugt den Vektor Nr. 1 in Fig. 1. Der sich einstellende
stabile Strom, der in Fig. 4e gestrichelt dargestellt ist,
hat den mit tg 22,5° multiplizierten Wert des ausgezogenen
dargestellten Stroms. Dies gründet sich darauf,
daß der Pegel der gestrichelt dargestellten Dreieckswelle der
Fig. 4a durch Multiplizieren des Dreieckswellenpegels mit
tg 22,5° gewonnen ist.
Wenn die Ausgangsklemmen A und B des Dekoders DE den theoretischen
Wert 1 gemäß Vektor Nr. 2 haben, dann gilt für die Wicklungen
A und B der Zustand, wie er in Fig. 4 mit ausgezogenen
Linien dargestellt ist, so daß beide A-Phasen- bzw. B-Phasenspeisung
erhalten und den Vektor Nr. 2 in Fig. 1 hervorbringen.
Bei weiterem Fortschreiten in den Vektornummern erhält man A-
Phasenspeisung und -Phasenspeisung durch ein Paar von Ausgangswerten
an den Ausgangsklemmen , , B, , , des Dekodierers
DE oder ein Paar, bei dem zusätzlich mit tg 22,5°
multipliziert ist, und B-Phasenspeisung oder -Phasenspeisung oder
ein Paar, bei dem zusätzlich mit tg 22,5° multipliziert ist,
wobei im Uhrzeigersinn von einem Vektor zum nächsten fortgeschritten
wird, während die Vektordrehung im Gegenuhrzeigersinn
erfolgt, wenn die Werte an den Ausgangsklemmen des Dekodierers DE
diejenigen der Tabelle von unten nach oben durchlaufen.
In der Tabelle der Fig. 5 haben die Klemmen und bei jedem zweiten
Schritt der Folge die Werte 0 0, was bedeutet, daß in diesen Speisungsstufen
die Wicklungen mit vollem Strom oder Nullstrom gespeist werden.
Speziell dann, wenn Speisung beider Phasen vorliegt, verbraucht
der Motor maximalen Strom, und auch der Leistungswert
der Stromquelle E 1 ist durch diesen Zustand bestimmt.
Es wird nun mit der Schaltung der Fig. 3 dafür gesorgt, daß,
wenn festgestellt ist, daß der Motor sich im Stillstand befindet,
eine Multiplikation mit tg 22,5° durchgeführt wird, was
einer Speisung in diesem Zustand mit nur etwa 40% entspricht,
auch für die Stufen mit den Ausgangswerten 0 0 an den Klemmen
und , so daß der Energieverbrauch in der Wicklung herabgesetzt
wird und der Motor in der stabilen Drehphase gehalten wird.
Solange der Generator CS für die Schrittschaltmotor-Steuerung
Steuersignale hervorbringt, nach denen der Motor sich vorwärts
oder rückwärts drehen soll, d. h., solange der Motor sich in
Drehung befindet, gibt der monostabile Multivibrator MM, der
nach einer bestimmten Zeit selbst zurückschaltet, für eine
feste Zeitspanne ein H-Signal nach Erzeugung der Impulse ab,
so daß während dieser Dauer fortwährend H-Pegel herrscht, wodurch
über das NOR-Glied NOR den zweiten Eingängen der ODER-
Glieder OR 1 und OR 2 L-Pegel zugeführt wird. Somit werden die
Schalter S 9 und S 10 nur durch die an den Ausgängen und des
Dekodierers DE auftretenden Signale geöffnet und geschlossen,
so daß jede Steuerung der Stufen möglich ist. Hört dann aber
der Generator CS auf, Impulse abzugeben, dann gibt auch der Multivibrator
MM kein Signal mehr ab, d. h., nachdem feststeht,
daß der Motor stillstehen soll, gibt der Multivibrator MM auf
einen Eingang des NOR-Gliedes NOR L-Pegel. Wenn an den Ausgängen
und des Dekodierers DE die Signale 0 0 erscheinen, sind
sämtliche Eingänge des NOR-Gliedes 0, so daß auf die zugehörigen
Eingänge der ODER-Glieder OR 1 und OR 2 das Signal 1 kommt,
dadurch die Schalter S 9 und S 10 geschlossen werden und die an die
Komparatoren CP A , CP B abgegebene Dreieckswelle auf den mit gestrichelter
Linie in Fig. 4a dargestellten Wert absinkt. Die
Speisung ist hierdurch mit tg 22,5° multipliziert, was einem,
Ausgangsklemmensignal 1 an den Ausgangsklemmen A, , B, des
Dekodierers DE bei diesem Stillstand des Motors entspricht.
Wenn die Signale an den Ausgangsklemmen des Dekodierers DE 1 0
oder 0 1 sind, ist der Ausgangswert des NOR-Gliedes NOR 0, so
daß die Schalter S 9, S 10 nur durch die Signale von den Ausgangsklemmen
, geöffnet und geschlossen werden. D. h., die Vektoren
werden in diesen Stufen nicht verändert, wenn der Motor
stillgesetzt wird. Das Vorstehende bedeutet nun unter Berücksichtigung
des Vektorbetrags und seiner Drehung in bezug auf
die Tabelle der Fig. 5 und auf die Fig. 1, daß Vektor Nr. 0
A × tg 22,5° wird, so daß der A-Phasenstrom bei unveränderter
Richtung des Vektors herabgesetzt wird. Der Vektor Nr. 1 bleibt
gegenüber dem Zustand bei Drehung des Motors unverändert. Der
Vektor Nr. 2 setzt sich insgesamt aus A × tg 22,5° und B ×
tg 22,5° zusammen, und da der A-Phasenstrom und der B-Phasenstrom
um denselben Faktor verkleinert sind, bleibt die Richtung
des Vektors unverändert. Die gleiche Behandlung wird mit
jedem anderen Vektor entsprechend seiner Lage und Zusammensetzung
durchgeführt, und da die Lage des Vektors im Stillstand
mit der des Vektors bei Drehung des Motors übereinstimmt, wird
die Stillstandsposition nicht verändert.
Claims (1)
- Antriebsschaltung für einen Schrittschaltmotor, in welchem zwei zueinander winkelversetzte Wicklungen bei Erregung Magnetfelder erzeugen, deren resultierender Vektor stufenweise durch Ändern des Amplitudenverhältnisses der Wicklungsströme drehbar ist,
mit jeweils einer gesonderten Erregerschaltung für jede Wicklung, wobei jede Erregerschaltung einen Regelkreis für die Amplitude des Wicklungsstroms und eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten des Wicklungsstroms sowie eine Schalteinrichtung zur Umschaltung des Referenzwertes des Regelkreises zwischen einem vollen Sollwert und einem verminderten Sollwert aufweist,
und mit einem Schaltsignalgeber, der zur schrittweisen Drehung des resultierenden Vektors unterschiedliche Schaltsignale für die Schalteinrichtungen erzeugt, um die Erregerschaltungen wahlweise in veränderte Zustände zu versetzen, bei denen entweder a) nur einer der Wicklungsströme auf vollen Stromwert eingestellt und der jeweils andere Wicklungsstrom ausgeschaltet ist oder b) beide Wicklungsströme auf vollen Stromwert eingestellt sind oder c) einer der Wicklungsströme auf vollen Sollwert und der andere Wicklungsstrom auf verminderten Sollwert eingestellt ist,
gekennzeichnet durch
eine Logikschaltung (NOR, OR 1, OR 2), die bei Stillsetzung des Motors anspricht (OR 3, MM) und das zuletzt gelieferte Schaltsignal erforscht, um jeden fließenden Wicklungsstrom auf den verminderten Sollwert umzuschalten, wenn das zuletzt gelieferte Schaltsignal entweder a) einem Zustand entspricht, bei dem nur einer der Wicklungsströme auf vollen Sollwert und der jeweils andere Wicklungsstrom ausgeschaltet ist, oder b) einem Zustand, bei dem beide Wicklungsströme auf vollen Sollwert eingestellt sind.
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