DE1488679C3 - Schrittschaltmotor - Google Patents
SchrittschaltmotorInfo
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- DE1488679C3 DE1488679C3 DE1488679A DE1488679A DE1488679C3 DE 1488679 C3 DE1488679 C3 DE 1488679C3 DE 1488679 A DE1488679 A DE 1488679A DE 1488679 A DE1488679 A DE 1488679A DE 1488679 C3 DE1488679 C3 DE 1488679C3
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L13/00—Details of the apparatus or circuits covered by groups H04L15/00 or H04L17/00
- H04L13/02—Details not particular to receiver or transmitter
- H04L13/04—Driving mechanisms; Clutches
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Description
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wirkt, daß durch die Umpolung des ersten Systems nur bei Lochstreifenstanzern und -lesern verwendet
die Rastpole magnetisch neutral und die vorher neu- werden, sondern auch als Hemmwerk für elektrische
tralen Pole zu Startpolen werden und den Rotor aus Schreibmaschinen. Bei diesen können derart schnelle
seiner Stellung heraus beschleunigen und daß die Schreibgeschwindigkeiten erzielt werden, so daß der
Umpolung des zweiten Systems jeweils dann vorge- 5 Papierwagen oder das Druckwerk während des
nommen wird, wenn sich die Rotorpole an den Start- Druckvorganges kaum zum Stillstand kommt. . v
polen vorbei um einen bestimmten Winkel bewegt Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines haben. Die läuferstellungsabhängige Kommutierungs- Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
vorrichtung kann dabei durch eine fest auf der Rotor- F i g. 1 den konstruktiven Aufbau eines Schrittwelle angeordnete Kommutatorscheibe gebildet sein. io schaltmotors nach der Erfindung,
Die Stromabnahme geschieht dabei durch Schleifer. Fig. 2 den elektromagnetischen Vorgang zwi-Eine berührungslose Kommutierung der Statorwick- sehen Rotor und Stator des Schrittschaltmotors gelung ergibt sich, wenn die Kommutierungsvorrich- maß der Erfindung in einzelnen Stellungen und
tung aus elektronischen Schaltmitteln besteht, die F i g. 3 die elektrische Steuerung der Feldwicklunsynchron zur Drehbewegung der Rotorwelle ge- 15 gen des Schrittschaltmotors gemäß Fig.2 in Abschaltet sind, hängigkeit von der Drehung des Rotors. ·
polen vorbei um einen bestimmten Winkel bewegt Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines haben. Die läuferstellungsabhängige Kommutierungs- Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
vorrichtung kann dabei durch eine fest auf der Rotor- F i g. 1 den konstruktiven Aufbau eines Schrittwelle angeordnete Kommutatorscheibe gebildet sein. io schaltmotors nach der Erfindung,
Die Stromabnahme geschieht dabei durch Schleifer. Fig. 2 den elektromagnetischen Vorgang zwi-Eine berührungslose Kommutierung der Statorwick- sehen Rotor und Stator des Schrittschaltmotors gelung ergibt sich, wenn die Kommutierungsvorrich- maß der Erfindung in einzelnen Stellungen und
tung aus elektronischen Schaltmitteln besteht, die F i g. 3 die elektrische Steuerung der Feldwicklunsynchron zur Drehbewegung der Rotorwelle ge- 15 gen des Schrittschaltmotors gemäß Fig.2 in Abschaltet sind, hängigkeit von der Drehung des Rotors. ·
Bei der Durchführung mehrerer 'aufeinander fol- Der erfindungsgemäße Schrittschaltmotor besteht
gender Schaltschritte oder bei einer Dauerschritt- aus den beiden feststehenden Teilen 1 und 2, in denen
schaltung ist gemäß weiterer Ausbildung der Erfin- die Rotorwelle 5 a, Sb gelagert ist. Der Abstand
dung der bestimmte Winkel kleiner als bei der Durch- 20 zwischen den beiden feststehenden Teile 1 und 2
führung eines Einzelschrittes. Die hierzu verwendete wird durch die Stärke des Blechpaketes bestimmt,
Schalteinrichtung kann durch eine Tabulatortaste das den Stator 3 bildet. Dieser Stator 3 besitzt acht
oder durch einen Programmschritt gesteuert werden. Statorpole (F i g- 2), die auf den Statorumfang gleich-
Nach Beendigung der -Dauerschrittschaltung wird mäßig verteilt sind. Der Rotor 4 ist mit vier Rotor-
durch Zurückschalten dieser Schalteinrichtung der 25 polen, die in F i g. 2 mit R I bis R IV bezeichnet sind,
Schrittschaltzustand wieder hergestellt. versehen. Die Rotorpole sind in bekannter Weise als
Der wesentliche Erfindungsgedanke ist somit darin permanente Magnete oder als Elektromagnete auszu
sehen, daß nach Beginn der Schrittbewegung des gebildet und wechseln in ihrer Polarität unterein-Rotors
dieser durch die auf ihn wirkende magnetische ander ab. Auf dem -freien Wellenende 5 α ist eine
Kraft eine stetig wachsende Beschleunigung erfährt. 30 Kommutatorscheibe 6 fest angeordnet. Sie enthält
Die dadurch erzeugte kinetische Energie erreicht mehrere kreisförmig angeordnete elektrisch leitende
ihren Maximalwert in dem Zeitpunkt, in welchem der Bahnen, deren Anordnung aus der F i g. 3 ersichtlich
Rotorpol dem zugeordneten ersten Statorpol genau ist. Auf diesen elektrischen Bahnen schleifen Bürgegenüber
steht. Diese kinetische Energie bewirkt sten8, deren Anordnung und Abstand zueinander
aber auch ein Überschwingen des Rotorpols über die- 35 ebenfalls aus F i g. 3 hervorgehen. Diese Bürsten 8
sen zugeordneten ersten Statorpol. Die Größe des sind in Bürstenhaltern 7 federnd angeordnet, die
Überschwingens hängt überwiegend von der durch ihrerseits über den Ring 12 sowie Abstandshülsen
den zugeordneten ersten Statorpol erzeugten Magnet- 9 α und 9 b mit dem festen Teil 2 verbunden sind,
kraft und zu einem geringeren Teil von der Reibung Die Bürstenhalter 7 sind auf dem Ring 12 um die
des Rotors ab. Sie kann genau berechnet werden. 4° Rotorwelle 5 geringfügig verschiebbar, so daß der Zeit-Während
des Überschwingens wird daher die kine- punkt, in denen die Feldumschaltungen des Schritttische Energie des Rotors abgebaut. Kurz bevor nun schaltmotors erfolgen, variiert werden kann. Über
diese kinetische Energie vernichtet ist, wird die zweite dem Wellenende 5 6 ist mit dem festen Teil 1 ein an
Statorwicklung (Rastfeld) umgepolt, so daß nunmehr sich bekannter Elektromagnet 10 angeordnet, dessen
der Rotorpol nicht mehr von dem zugeordneten er- 45 zugehörige Ankerscheibe 11 drehfest mit der Rotorsten
Statorpol zurückgeholt wird, sondern von dem welle 5 verbunden ist.
zugeordnet zweiten Statorpol angezogen wird. Da der Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schritt-Rotorpol
jetzt sich näher an dem zugeordneten zwei- schaltmotors wird zweckmäßig an Hand der Verten
Statorpol befindet als zu Beginn des Schalt- wendung für die Fortschaltbewegung des Papierwaschrittes zum ersten Statorpol, wird die ihm erteilte 50 gens einer Schreibmaschine erläutert. Die Anwenkinetische
Energie nicht mehr so groß sein. Dem- dung des Schrittschaltmotors ist jedoch auf dieses
entsprechend sind die Pendelerscheinungen wesent- Beispiel nicht beschränkt, sondern kann ganz allgelich
geringer. Versuche haben gezeigt, daß diese Ein- mein dort verwendet werden, wo Schrittbewegungen
pendelung in die Schaltschrittstellung proportional ausgeführt werden. Dabei können die Bewegungen
von der Größe der kinetischen Energie zum Zeitpunkt 55 auch über mehrere Schritte hinweg erfolgen. Für den
der erneuten Feldumschaltung ist. Dieser Zeitpunkt als Beispiel angeführten Verwendungszweck des
wird daher zweckmäßig in den Drehwinkelbereich Schrittschaltmotors ist auf dem Rotorwellenende 5 b
des Rotors gelegt, in welchem die kinetische Energie ein nicht dargestelltes Zahnrad befestigt, durch weldes
Rotors annähernd vernichtet ist, d. h. wenn der ches der Abtrieb auf den Papierwagen erfolgt.
Rotorpol erneut, also rückwärts, vom zugeordneten 60 Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schrittersten Statorpol angezogen wird: Zu diesem Zeitpunkt schaltmotors sei an Hand der F i g. 2 und 3 beschrieist die Feidumpölung durchzuführen. Es entstehen ben. Die Statorpole 51 bis 58 sind jeweils mit zwei dadurch zwar ia der zweiten Schaltschrittstellung' ge-1" Wicklungen w 1 und w 2 versehen, die untereinander ringfügige Schwingungserschemungeny die aber iohhe zu einem Startfeld I und einem Rastfeld II verbunden weiteres durch eine schnell wirkende elektromagne- 65 sind. Die einzelnen Wicklungen wl bzw. w2 sind in tische Bremse, die auf die Rotorwelle einwirkt, ohne ihrom Wicklungssinh elektrisch so in Reihe geschaltet, Zeitverlust vermieden werden können. V daß die magnetischen; Feldlinien (Pfeile), die nach
Rotorpol erneut, also rückwärts, vom zugeordneten 60 Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schrittersten Statorpol angezogen wird: Zu diesem Zeitpunkt schaltmotors sei an Hand der F i g. 2 und 3 beschrieist die Feidumpölung durchzuführen. Es entstehen ben. Die Statorpole 51 bis 58 sind jeweils mit zwei dadurch zwar ia der zweiten Schaltschrittstellung' ge-1" Wicklungen w 1 und w 2 versehen, die untereinander ringfügige Schwingungserschemungeny die aber iohhe zu einem Startfeld I und einem Rastfeld II verbunden weiteres durch eine schnell wirkende elektromagne- 65 sind. Die einzelnen Wicklungen wl bzw. w2 sind in tische Bremse, die auf die Rotorwelle einwirkt, ohne ihrom Wicklungssinh elektrisch so in Reihe geschaltet, Zeitverlust vermieden werden können. V daß die magnetischen; Feldlinien (Pfeile), die nach
Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil nicht außen gerichtet sind, einen magnetischen Südpol und
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die Feldlinien, die zum Rotor 4 gerichtet sind, einen An Stelle dieser als Relaiskontakte dargestellten Kori-
magnetischen Nordpol bilden. Diese Anordnung.ist takte können auch Handschalter oder<elektronische
willkürlich gewählt. Wichtig ist, daß die magnetischen Schalter Verwendung finden. Durch Öffnen des Kön-
Felder jedes zweiten Statorpols sich addieren während taktes r 11wird der Stromkreis des Bremsrriagne-
die der dazwischenliegenden Statorpole sich aufheben. S ten 10 unterbrochen. Die Ankerscheibe 11 und damit
Der Schrittschaltmotor ist so ausgelegt, daß er wan- die Rotorwelle 5 wird freigegeben. Durch Umschal-
rend einer Umdrehung des Rotors 4 vier Schrittschall· ten der Kontakte r 12 und rl3 auf die Kpntaktseite 1
Stellungen einnehmen kann. F i g. 2 ä zeigt die Aus- wird nunmehr die Klemme I b über den Schleifer 85
gangslage des Motors, F i g. 2 b die Startbedingungen, mit der Kreisbahn 65 verbunden. Diese Kreisbahn 65
Fig. 2c den Schaltzustand kurz vor der erneuten io ist nun mit der Kreisbahn 61 verbunden. Die Klem-
Umpolung der Statorwicklung II und F i g. 2 d die me I ά ist dagegen über den Schleifer 84 mit der
zweite Schrittschaltstellung. Kreisbahn 64 verbunden, die ihrerseits mit der Kreis-
Die Fig. 2la, b und 2h stellen einzelne Phasen des bahn 62 in Verbindung stehtr Dadurch erfolgt eine
Motors bei einem Antrieb über mehrere (hier zwei) Umkehrung: der Stromrichtung in den Wicklungen
Schrittschaltsteilungen dar, wie dies z.B. beim Ko- 15 w2 des Stators 3. Die-sich jetzt ergebenden magne-
lonnensprung des Papierwagens einer Schreibma- tischen Felder in Fig. 2b gezeichnet. Damit sind die
schine der Fall ist.·.. , , . Statorpole 51 und 55 Nordpole und die Statorpole
In Fig.3 ist die, Kommutatorscheibe 6 in Drauf- 53 und57 Südpole, während die vorher als Nordpol
sieht und die elektrische Schaltung zur Steuerung des und Südpol wirkenden Statorpole magnetisch neutral
Motors dargestellt. Die Anschlußklemmen α und b des 20 sind. Der Statorpol 51 wirkt nun auf den Südpol R I
Startfeldes I und des Rastfeldes II sind mit denen der des Rotors 4 und der Stator SS auf den Südpol R III
F i g. 2 a bis 2 h identisch. Die Kommutatorscheibe 6, des Stators 4 usw. Diese Rotorpole werden in ber
die aus elektrisch nicht leitendem Material besteht kannter Weise von den Statorpolen angezogen und
(gestrichelt gezeichnet), enthält zwei elektrisch lei- dadurch die Rotorwelle 5 in eine Drehbewegung vertende
Kreisbahnen 61 und 62, die ebenso wie die 25 setzt. Die Kraft, die dabei auf die Rotorwelle einübrigen
elektrisch leitenden Bahnen als gedruckte wirkt, kann berechnet werden und verläuft sinus-Schaltungen
ausgebildet sind und der Spannungszu- förmig (positive Halbwelle). Der Rotor erhält dabei
führung für die Statoiwickjung dienen. Mit diesen eine steigende kinetische Energie, die in dem Zeit-Bahnen
wirken die Schleifer 81 und 82 zusammen. punkt am größten ist, in welchem der Rotorpol R I
Die mit der Bahn 61 verbundene äußere Bahn 63 be- 30 bzw. R IH dem StatorpolSl bzw. 55 genau gegenwirkt
über den Schleifer 83 die Anschaltung der über steht. Infolge dieser kinetischen Energie wird
Wicklung eines Bremsmagneten 10 innerhalb der die Rotorwelle weitergedreht, so daß von den Stator-Raststellungen.
Die Bahnen 64 bis 67 sind ineinander polen nunmehr eine verzögernde Kraft auf die Rotorin
vorbestimmter Weise verschachtelt und wirken mit pole ausgeübt wird. Diese verzögernde Kraft verläuft
den Schleifern 84 bis 87 zusammen. Durch sie wird 35 ebenfalls sinusförmig (negative Halbwelle),
in Abhängigkeit des Drehwinkels der Rotorwelle 5 Kurz nachdem der Rotor 4 seine Ausgangsstellung die Kommutierung der Statorwicklungen wl und w2 verlassen hat, d.h. sobald die Kommutatorscheibe6 erreicht. sich um einen vorbestimmten Betrag gedreht hat,
in Abhängigkeit des Drehwinkels der Rotorwelle 5 Kurz nachdem der Rotor 4 seine Ausgangsstellung die Kommutierung der Statorwicklungen wl und w2 verlassen hat, d.h. sobald die Kommutatorscheibe6 erreicht. sich um einen vorbestimmten Betrag gedreht hat,
Die in F i g. 3 gezeigte Stellung der Kommutator- werden die Schleifer 84' und 85' auf den Lamellen
scheibe 6 entspricht der in F i g. 2 a gezeigten Rotor- 40 der Kreisbahnen 64 und 65 auflaufen, auf denen zu
stellung. Für die Statorwicklung wl (Rastfeld,II) Beginn des Starters die Schleifer 84 und 85 gewesen
besteht folgender Stromkreis: sind. Zu diesem Zeitpunkt kann die Rückstellung der
+-Pplschleifer 81, Kreisbahn 61, Kreisbahn 66, Kontakte r 11, r 12 und r 13 in die gezeichnete AusSchleifer
86, Kontakt 23, II a, Wicklungen w 1, II b, gangslage erfolgen, ohne daß dadurch an den magne-Kontakt
r 22, Schleifer 87, Kreisbahn 67, Kreis- 45 tischen Bedingungen der Statorwicklungen etwas gebahn
62, Schleifer 82, Pol. ändert wird. -
Für die Statorwicklung w 2 (Startfeld, I) besteht Kurz bevor nun das auf den Rotor wirkende
der Stromkreis: Bremsmoment die kinetische Energie des Rotors ver-
+-Polschleifer 81, Kreisbahn 61, Kreisbahn 64, nichtet hat, ist durch die Drehung der Kommutator-Schleifer
84, Kontakt r 13, I a, Wicklungen w 2, Ib, 50 scheibe 6 das Schleiferpaar 86' und 87' um mehr als
Kontakt r 12, Schleifer 85', Kreisbahn 65, Kreis- 45° verschoben worden, so daß nunmehr der Schleibahn
62, Schleifer 82, Pol. fer 86' nicht mehr mit der Kreisbahn 61, sondern mit
Durch diese Stromkreise werden in den Stator- der Kreisbahn 62 und der. Schleifer 87' nicht mehr
wicklungen w 1 und w 2 Magnetfelder aufgebaut, mit der Kreisbahn 62 sondern mit der Kreisbahn 61
deren Richtung durch die Pfeile in F i g. 2 a gekenn- 55 verbunden ist. Dadurch erfolgt eine Umpolung in den
zeichnet ist. Dadurch bilden sich an den Statorpolen Wicklungen w 1 des Rastfeldes II und damit der Sta-52
und 56 Südpole und an den Statorpolen54 und torpole51 bis 58, so daß nunmehr die in Fig. 2d
5 8 Nordpole, während die Statorpole 51, 53, 55 gezeigten Magnetfeldbedingungen bestehen. Der Round
57 magnetisch neutral sind. Sind die Magnetpole torpol R I wird von den nunmehr als Nordpol ausgedes
Rotors so gewählt, daß die Rotorpole R I und 60 bildeten Statorpol 5 2 angezogen. In dieser Stellung
R HI als Südpole und die Rotorpole R II und R IV wird über die Schleiferei und S3 der Stromkreis für
als Nordpole ausgebildet sind, so besteht ein stabiler den Bremsmagneten 10 geschlossen. Die Anker-Zustand
zwischen Rotor und Stator. scheibe 11 wird angezogen und dadurch die Rotor-
Erfolgt nun ein Schrittschaltbefehl, z. B. nach dem welle 5 festgehalten; Damit ist eine Schrittschaltüftg
Lesen eines in einem Lochstreifen gespeicherten Zei- 65 des Motors durchgeführt
chens oder nach Abdruck eines Zeichens, so werden Kann durch Synchronisiefungsmaßnahmen sicher-
in bekannter Weise die Kontakte r 11, r 12, r 13, die gestellt werden, daß eine erneute Umpolung der Stä-
miteinarider in Wirkverbindürig stehen, geschaltet. torwicklungen w 1 stets zu dem Zeitpunkt erfolgt, in
welchem die während der ersten Halbperiode erzeugte kinetische Energie der Rotorwelle 5 nur noch
einen vorbestimmten geringen Betrag aufweist, so wird der Rotorpol auf den zweiten zugeordneten Statorpol
kaum einschwingen. In solchen Fällen kann der Bremsmagnet 10 entfallen.
Mit dem erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor läßt sich auch ein Vorschub über mehrere Schritte
mit konstanter erhöhter Geschwindigkeit erreichen, so daß z.B. ein Tabulatorsprung des Papierwagens to
oder Typenkorbes durchgeführt werden kann. Hierzu wird zunächst der Motor wie beim vorher beschriebenen
Schrittbetrieb gestartet (F i g. 2 a und 2 b). Auch die Umpolung der Feldwicklungen erfolgt zu
einem Zeitpunkt, wenn sich der Rotorpol zwischen dem ersten und zweiten zugeordneten Statorpol befindet,
d. h., in seiner Phase des Überschwingens. Im Gegensatz zum Schrittbetrieb erfolgt jedoch die Umpolung
der Feldwicklung etwas früher, wie dies aus der Zeichnung 2 e hervorgeht, in welcher bei gleicher
Rotorstellung gegenüber der F i g. 2 c bereits das Statorfeld umgepolt ist.
Würde eine Umpolung zum Zeitpunkt der größten kinetischen Energie bzw. der größten Geschwindigkeit,
also wenn sich Rotorpol und erster zugeordneter Statorpol genau gegenüberstehen, erfolgen, so würde
die Geschwindigkeit des Rotors so weit steigen, bis die Beschleunigungskräfte den Reibungskräften entsprechen.
Ein solcher Vorgang ist bei Gleichstrommotoren bekannt. Durch die spätere Umpolung wird
stets eine minimale Abbremsung des Rotors erreicht, so daß bei richtiger Wahl des Zeitpunktes der Umpolung
die Beschleunigung 0 bleibt: b (co t = π) = 0.
Der Rotor behält dann seine maximale Geschwindigkeit bei, die ihm durch die positive Halbwelle, der Beschleunigung,
gegeben wurde. Dabei ist diese maximale Geschwindigkeit gleich der doppelten mittleren
Geschwindigkeit.
Um dies zu erreichen, werden vor dem Start die Kontakte r 21, r 22 und r 23, die ebenfalls stets gleichzeitig
betätigt werden, geschaltet. Auch diese in F i g. 3 als Relaiskontakte dargestellten Kontakte
können Handschalter oder elektronische Schalter sein, die von einem Synchron- bzw. Befehlsimpuls gesteuert
werden. Ein solcher Impuls kann z. B. dadurch erreicht werden, daß eine Lochscheibe auf der Rotorwelle
befestigt ist, deren Löcher durch Fotozellen abgetastet werden. Durch Öffnen des Kontaktes r 21
wird verhindert, daß in jeder möglichen Schrittstellung der Bremsmagnet 10 wirksam wird. Durch die
Umschaltung der Kontakte r 22 und r 23 auf die Kontaktseiten 1 wird erreicht, daß nunmehr die vorlaufenden
Schleifer 86 und 87 wirksam sind. Der Winkel, den die Schleifer untereinander zur Drehachse bilden,
entspricht dem Winkel, um den die Polumschaltung der Feldwicklungen früher als beim Schrittbetrieb erfolgt.
Der Unterschied dieser beiden Winkel bestimmt die erhöhte Durchlaufgeschwindigkeit des
Rotos gegenüber dem Schrittbetrieb. Je größer er ist, desto größer ist die Durchlaufgeschwindigkeit, weil
die Rotorwelle durch geringeren Überhub nicht so stark gebremst wird. Der Zeitpunkt der Polumschaltung
sowohl beim Durchlauf als auch beim Schrittbetrieb läßt sich durch Justieren der Bürstenhalter 7
auf dem Ring 12 (Fig. 1) einstellen, so daß auch
hierdurch eine geringfügige Änderung der Geschwindigkeit vorgenommen werden kann.
Sollen n-Schaltschrittstellungen durchlaufen werden,
so ist die Kommutierung des Statorfeldes wieder auf Schrittbetrieb umzuschalten kurz bevor n-Vz-Schrittschaltstellungcn
zurückgelegt sind. Die Kontakte r21, rii und r23 sind wieder in ihre Schaltstellungen
2 zurückzuführen. Dadurch wird die erneute Umschaltung des Rastfeldes II wieder zu dem
später liegenden Zeitpunkt, d. h., wenn die vorhandene kinetische Energie in größeren Maßen vernichtet
ist, erfolgen. Dies wird durch die F i g. 2 g gegenüber der F i g. 2 e deutlich, in welcher bei gleicher
Rotorstcllung die Umschaltung der Statorwicklung noch nicht erfolgt ist. Die F i g. 2 h zeigt die darauffolgende
Raslstcllung des Schrittschaitmotors. Sie ist bis auf die Schritlposition mit F i g. 2 d identisch. Der
Bremsmagnet 10 ist über die Kontaktbahn 63 und den Schleifer 83 erregt.
Versuche haben ergeben, daß mit einem Schrittschaltmotor gemäß der Erfindung eine Schaltfrequenz
von 1500 Schritten/min mit Leichtigkeit erreicht wird, ohne daß dabei die Genauigkeit der Schaltschrittstellungen
beeinträchtigt ist. Der erfindungsgemäße Gegenstand ist daher auch bei Schreibmaschinen anzuwenden,
bei denen es auf ein exaktes Schriftbild ankommt.
Übersteigt die Schaltschrittfrequenz den vorher angegebenen Betrag wesentlich, z. B. um das doppelte,
so besteht die Gefahr, daß die Remmanenzerscheinungen des Bremsmagneten sich hindernd auswirken.
Dies kann dadurch gemildert werden, daß auf die Ankerscheibe 11 des Bremsmagneten 10 eine geringe
Federkraft einwirkt, die den Anzugskräften des Bremsmagneten entgegenwirkt. Die Größe dieser Gegenkraft
richtet sich dabei nach der Größe der Remmanenz.
Im vorliegenden Beispiel wurde eine Drehrichtung des Schrittschaitmotors im Uhrzeigersinn gewählt.
Eine Drehrichtung entgegen dem Uhrzeiger kann dadurch erreicht werden, daß an Stelle der Kontaktseiten
2 der Kontakter 12, rl3 und r22, r23 die
Kontaktseiten 1 als Ruhestellungen benutzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309550/131
Claims (3)
1. Schrittschaltmotor mit einem ausgeprägte, ten Stators sind dabei zu Wicklungssystemen zupermanentmagnetische
Pole wechselnder Polari- 5 sammengefaßt, die durch eine äußere Umschalteintät
besitzenden Rotor und einem Stator doppelter richtung in Abhängigkeit von äußeren Steuerimpulsen
Polzahl wie der Rotor, dessen Pole je zwei Er- wechselweise umgepolt werden (deutsche Patentregerwicklungen
aufweisen, die untereinander schrift 716753). Es ist weiterhin ein Schrittschaltzu
zwei Wicklungssystemen verbunden sind, motor bekannt, bei dem jedem Rotorpol zwei Statorderen
Stromrichtungen wechselweise, teilweise io pole zugeordnet sind. Jedem Stator sind dabei zwei
läuferstellungsabhängig umschaltbar sind, so daß Wicklungen zugeordnet, die zu Wicklungssystemen
in Abhängigkeit von dieser Umschaltung im zusammengefaßt sind, so daß sich deren Felder im
Stator magnetische Start- und Rastpole entstehen, > Stator insgesamt derart überlagern, daß sie ein madadurch
gekennzeichnet, daß jedem gnetisches Rastfeld und magnetisches Startfeld bilden.
Statorpol (51 bis 56) eine Erregerwicklung (w 2) 15 Beide Felder werden durch äußere Steuerimpulse in
vom ersten (I) und eine Erregerwicklung (w 1) Abhängigkeit der Rotorbewegung derart gesteuert,
vom zweiten System (II) zugeordnet ist und daß daß bei jeder Schrittbewegung das Wicklungssystem
sich im erregten Zustand die Magnetfelder der des Rastfeldes umgepolt wird, während das Wick-Erregerwicklungen
(wl, w 2) derart überlagern, lungssystem des Startfeldes nur im ersten Moment
daß im Stator in Umfangrichtung jeder zweite *o kurzzeitig erregt wird.
Pol einen magnetischen Rastpol (52, 54, 56 und Auch bei diesen Motoren, die an sich geräuscharm
58) bildet und sich abwechselnd Nord- und Süd- arbeiten, wird der Rotor zu einem Zeitpunkt plötz-Rästpole
ergeben, während die jeweils dazwischen lieh abgebremst, in welchem er seine Maximalgeliegenden Statorpole (51, 53, 55, 57) neutral sind schwindigkeit und damit seine größte kinetische
und daß die läuferstellungsabhängige Kommu- 25 Energie besitzt. Da diese Verzögerung allein durch
tierungsvorrichtung (6, 7, 8) die Umschaltungen magnetische Kräfte erzielt werden kann, treten
derart bewirkt, daß durch die Umpolung des er- zwangläufig Pendelerscheinungen ein, so daß der
sten Systems die Rastpole magnetisch neutral und Rotor jeweils in die einzelnen Schrittstellungen eindie
vorher neutralen Pole zu Startpolen werden pendelt. Um diese Erscheinungen zu vermeiden, sind
' und den Rotor aus seiner Stellung heraus be- 30 Schrittschaltinotoren bekannt, auf deren Rotorwelle
schleunigen und daß die Umpolung des zweiten Dämpfungseinrichtungen angeordnet sind, z. B. eine
Systems jeweils dann vorgenommen wird, wenn Flüssigkeitsbremse, eine Wirbelstrom-'oder Reibungssich
die Rotorpole (R I bis R IV) an den Start- bremse. Diese Dämpfungseinrichtungen wirken auf
polen vorbei um einen bestimmten Winkel be- die Rotorwelle nicht nur während der Periode der
wegt haben. 35 Verzögerung, sondern auch während der Periode der
2. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, da- Beschleunigung. Der Schrittschaltgeschwindigkeit
durch gekennzeichnet, daß die läuferstellungsab- wird auch hierdurch eine relativ niedrige Grenze gehängige
Kommutierungsvorrichtung durch eine setzt.
fest auf der Rotorwelle (5) angeordnete Kommu- Bei Einrichtungen der Nachrichtentechnik und der
tatorscheibe (6) gebildet ist. 40 datenverarbeitenden Technik sind diese bisher be-
3. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1 oder 2, kannten Schrittschaltwerke infolge ihrer Trägheit
dadurch gekennzeichnet, daß bei Durchführung nicht zu verwenden. Insbesondere ist bei elektrischen
mehrerer aufeinanderfolgender Schaltschritte der oder elektronischen Buchungsmaschinen und Schreibbestimmte
Winkel kleiner ist als bei Durchfüh- maschinen eine große Schrittschaltgeschwindigkeit
rung eines Einzelschrittes. 45 des Papierwagens oder des Typenkorbes erwünscht.
Andererseits aber besitzen die Schrittschaltmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittschalt- gegenüber den mechanischen und elektromechamotor
mit einem ausgeprägte, permanentmagnetische nischen Schrittschaltwerken den besonderen Vorteil,
Pole wechselnder Polsrität besitzenden Rotor und daß sie geräuscharm und verschleißarm sind,
einem Stator doppelter Polzahl wie der Rotor, des- 50 ' Der Erfinder liegt die Aufgabe zugrunde, einen sen Pole je zwei Erregerwicklungen aufweisen, die Schrittschaltmotor zu schaffen, der eine relativ hohe untereinander zu zwei Wicklungssystemen verbunden Schrittschaltgeschwindigkeit besitzt und einen harsind, deren Stromrichtungen wechselweise, teilweise monischen Bewegungsablauf gewährleistet. Insbeläuferstellungsabhängig umschaltbar sind, so daß in sondere sollen Überschwingungen des Rotors nach Abhängigkeit von dieser Umschaltung im Stator 55 Ausführung eines Schaltschrittes vermieden werden, magnetische Start- und Rastpole entstehen. Derartige so daß eine hohe Schrittschaltgeschwindigkeit erzielt aus der USA.-Patentschrift 3 042 819 bekannte Schritt- wird. Diese Aufgabe wird bei einem Schrittschaltschaltmotoren werden beispielsweise in Geräten der motor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, Nachrichtentechnik und in datenverarbeitenden Ein- daß jedem Statorpol eine Erregerwicklung vom richtungen verwendet, die im sogenannten Start- 60 ersten und eine Erregerwicklung vom zweiten System Stopp-Betrieb arbeiten. So werden beispielsweise zugeordnet ist und daß sich im erregten Zustand die Lochstreifen oder Lochkarten bei Loch- und Lese- Magnetfelder der Erregerwicklungen derart Übereinrichtungen zur Steuerung von Fernschreibmaschi- lagern, daß im Stator in Umfangsrichtung jeder zweite nen oder Buchungsmaschinen benutzt. Der Aufzeich- Pol einen magnetischen Rastpol bildet und sich abnungsträger wird dabei zwischen zwei im Stillstand 65 wechselnd Nord- und Süd-Rastpole ergeben, während stattfindenden Auswertungen der Daten um einen die jeweils dazwischen liegenden Statorpole neutral Schritt weiter transportiert. sind, und daß die läuferstellungsabhängige Kommu-Es sind elektromagnetische Schrittschaltmotoren tierungsvorrichtung die Umschaltungen derart be-
einem Stator doppelter Polzahl wie der Rotor, des- 50 ' Der Erfinder liegt die Aufgabe zugrunde, einen sen Pole je zwei Erregerwicklungen aufweisen, die Schrittschaltmotor zu schaffen, der eine relativ hohe untereinander zu zwei Wicklungssystemen verbunden Schrittschaltgeschwindigkeit besitzt und einen harsind, deren Stromrichtungen wechselweise, teilweise monischen Bewegungsablauf gewährleistet. Insbeläuferstellungsabhängig umschaltbar sind, so daß in sondere sollen Überschwingungen des Rotors nach Abhängigkeit von dieser Umschaltung im Stator 55 Ausführung eines Schaltschrittes vermieden werden, magnetische Start- und Rastpole entstehen. Derartige so daß eine hohe Schrittschaltgeschwindigkeit erzielt aus der USA.-Patentschrift 3 042 819 bekannte Schritt- wird. Diese Aufgabe wird bei einem Schrittschaltschaltmotoren werden beispielsweise in Geräten der motor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, Nachrichtentechnik und in datenverarbeitenden Ein- daß jedem Statorpol eine Erregerwicklung vom richtungen verwendet, die im sogenannten Start- 60 ersten und eine Erregerwicklung vom zweiten System Stopp-Betrieb arbeiten. So werden beispielsweise zugeordnet ist und daß sich im erregten Zustand die Lochstreifen oder Lochkarten bei Loch- und Lese- Magnetfelder der Erregerwicklungen derart Übereinrichtungen zur Steuerung von Fernschreibmaschi- lagern, daß im Stator in Umfangsrichtung jeder zweite nen oder Buchungsmaschinen benutzt. Der Aufzeich- Pol einen magnetischen Rastpol bildet und sich abnungsträger wird dabei zwischen zwei im Stillstand 65 wechselnd Nord- und Süd-Rastpole ergeben, während stattfindenden Auswertungen der Daten um einen die jeweils dazwischen liegenden Statorpole neutral Schritt weiter transportiert. sind, und daß die läuferstellungsabhängige Kommu-Es sind elektromagnetische Schrittschaltmotoren tierungsvorrichtung die Umschaltungen derart be-
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