DE29504735U1 - Vorrichtung mit mehreren, je für sich aus einer Versorgungsspannung speisbaren unipolaren Schrittmotoren - Google Patents

Description

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Beschreibung

Vorrichtung mit mehreren, je für sich aus einer Versorgungsspannung speisbaren unipolaren Schrittmotoren
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit mehreren, je für sich aus einer Versorgungsspannung speisbaren unipolaren Schrittmotoren gemäß Anspruch 1.

Der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Ansteuerung von aus einer Gleichstrom-Versorgungsspannung speisbaren unipolaren Schrittmotoren ist z.B. aus dem Buch von H. Moczalla: "Elektrische Kleinstmotoren und ihr Einsatz", export-Verlag/VDE Verlag, 1979, insbesondere Seiten 190-193 bzw. Seiten 207-209 bekannt. In der Regel besteht jede Wicklungsphase aus zwei Wicklungssträngen, von denen jeder auf einen getrennten Pol verteilt angeordnet ist. Das Ende des einen Wicklungsstranges ist verbunden mit dem Anfang des zweiten Wicklungsstranges und stellt einen Mittel- bzw. Sternpunkt dar, der mit dem Minuspol oder Pluspol der Versorgungsspannung in dauernder Verbindung steht. Die anderen Enden der Wicklungsstränge sind über jeweils einen Schrittschalter an die Versorgungsspannung anschließbar; dabei wird je Schrittstellung von jeder Phase nur immer ein Wicklungsstrang eingeschaltet, derart daß mit der Umschaltung von dem einen Wicklungsstrang auf den anderen Wicklungsstrang in der jeweiligen Phase eine Umkehr des Magnetfeldes verbunden ist. Werden die Schrittschalter elektronisch realisiert, so benötigt man je Phase und je Motor zwei Endtransistoren.

Schrittmotoren der vorgenannten Art werden z.B. gemäß EP-Bl-O 116 904 als Antriebsvorrichtung für eine Klappe in Heizungs- und/oder Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge eingesetzt; in der Regel sind in einer solchen Heizungs- und/oder Klimaanlage mehrere Klappen individuell zu bedienen, wozu dann mehrere Schrittmotoren aus der gleichen

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Versorgungsspannung zu speisen und entsprechend der jeweiligen vorzunehmenden Einstellung der Luftklappe anzusteuern sind. Dies bedeutet, daß bei einer elektronischen Realisierung der Ansteuerung der Wicklungsstränge die Zahl der notwendigen elektronischen Schrittschalter der Zahl der insgesamt vorhandenen Wicklungsstränge unter Berücksichtigung sämtlicher eingesetzter unipolarer Schrittmotoren entspricht.

Der Aufwand für eine Vorrichtung mit mehreren, je für sich aus einer Versorgungsspannung speisbaren unipolaren Schrittmotoren der vorgenannten Art kann erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 unter a) bis c) angegebenen Maßnahmen wesentlich verringert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden unabhängig von der Vielzahl der je Vorrichtung eingesetzten unipolaren Schrittmotoren nur soviel Schrittschalter benötigt wie ein einzelner Schrittmotor Wicklungsstränge aufweist; eine individuelle Ansteuerung der Vielzahl der verwendeten universalen 0 Schrittmotoren kann erfindungsgemäß trotzdem durch jeweils einen zusätzlichen, in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bestromungsmuster der Schrittschalter und der jeweiligen Stellung des Rotors des anzusteuernden Schrittmotors geschalteten Versorgungsschalter erreicht werden, der in der 5 Verbindung zwischen dem anderen Pol der Versorgungsspannung und einem gemeinsamen Sternpunkt liegt, der je Schrittmotor jeweils sämtliche Wicklungsenden zweier Wicklungsstränge jeder Phase zusammengefaßt verbindet.

Zur Verhinderung unerwünschter Querströme ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich eine Diode in der Verbindung zwischen dem einen Wicklungsende eines Wicklungsstranges und dem gemeinsamen Anschluß eines Wicklungsstranges jedes Schrittmotors an jeweils einem Schrittschalter angeordnet.

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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand .eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vorrichtung mit Ml-Mn zweiphasigen unipolaren Schrittmotoren, von denen hier vier Schrittmotoren schematisch dargestellt sind. Die eine Phase jeden Schrittmotors Ml-Mn besteht aus den Wicklungssträngen Wl;W2 und die andere Phase aus den Wicklungsstränge W3;W4; die beiden Wicklungsstränge W1;W2 bzw. W3;W4 der beiden Phasen sind jeweils in Reihe geschaltet und die Verbindung zwischen zwei Wicklungssträngen W1;W2 bzw. W3;W4 ist zu einen gemeinsamen Sternpunkt Sl-Sn geführt. Die Sternpunkte Sl-Sn der einzelnen unipolaren Schrittmotoren Ml-Mn sind je für sich über einen Versorgungsschalter Vl-Vn an den einen Pol U+ der Ver sorgungs spannung anschließbar. Die anderen Enden der einzelnen Wicklungsstränge Wl-W4 jedes einzelnen unipolaren Schrittmotors Ml-Mn sind jeweils an eine gemeinsame Steuerleitung L1-L4 derart angeschlossen, daß sämtliche gleichgeordnete Wicklungsstränge, z.B. Wl bzw. W2 bzw. W3 bzw. W4, sämtlicher Schrittmotoren Ml-Mn über jeweils nur einen Schrittschalter Tl bzw. T2 bzw. T3 bzw. T4 an den anderen Pol U- der Versorgungsspannung anschließbar sind. Die Versorgungsschalter Vl-Vn bzw. die Schrittschalter T1-T4 werden über eine hier nicht dargestellte Steuerelektronik angesteuert, in die z.B. alternativ zu einer Integration in dem jeweiligen Schrittmotor (Ml-Mn) die Dioden (D1-D4) jeden Schrittmotors (Ml-Mn) integriert sein können; in diesem 0 letzteren Fall sind die Schrittmotoren (Ml-Mn) nicht über je eine gemeinsame Steuerleitung (L1-L4), sondern jeweils über Einzelleitungen an Schrittschaltern (T1-T4) angeschlossen.

In der Stromflußrichtung der einzelnen Wicklungsstränge Wl bzw. W2 bzw. W3 bzw. W4 jeden Schrittmotors sind jeweils Entkopplungs-Dioden Dl bzw. D2 bzw. D3 bzw. D4 derart

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vorgesehen, daß Kurzschluß-Querströme zwischen den einzelnen Wicklungssträngen verhindert werden.

Soll z.B. der hier nicht dargestellte Rotor des unipolaren Schrittmotors Ml in eine bestimmte Drehrichtung angetrieben werden, so werden nach einem bestimmten Bestromungsmuster die Schrittschalter T1-T4 betätigt und derart die angesteuerten Wicklungsstränge Wl-W4 des ersten unipolaren Schrittmotors Ml bestromt; soll auch nunmehr z.B. der zweite unipolare Schrittmotor M2 in Betrieb gesetzt werden, um z.B. eine weitere Luftklappe einer Heizungs- und/oder Klimaanlage zu verstellen, so wird dessen Sternpunkt S2 durch Schließen des Verbindungsschalters V2 dann ebenfalls an den einen Pol U+ der Versorgungsspannung U+;U- angeschlossen, wenn das zuvor für den Antrieb des unipolaren Schrittmotors Ml wirksame Bestromungsmuster der Schrittschalter T1-T2 auch den Rotor des zweiten unipolaren Schrittmotors M2 im gewünschten Sinne antreiben kann. Die dazu notwendige augenblickliche Ausgangsstellung des Rotors des Schrittmotors M2 ist in üblicher 0 Weise in einer hier nicht dargestellten und näher zu erläuterten Steuerelektronik abgespeichert, so daß auf einen individuellen Stellungsgeber und damit verbundenen rückführenden Regelkreis verzichtet werden kann.

Claims (1)

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   Schutzansprüche

   1. Vorrichtung mit mehreren, je für sich aus einer Versorgungsspannung (U+,-U-) speisbaren unipolaren Schrittmotoren (Ml-Mn), insbesondere Kraftfahrzeug-Heizungs- und/oder Klimaanlage mit durch Schrittmotoren angetriebenen Klappenverstellungen, mit folgenden Merkmalen:

   a) Die Wicklungsstränge (Wl-W4) sämtlicher Schrittmotoren (Ml-Mn) sind mit ihrem einen Wicklungsende über einen jeweils für einen Wicklungsstrang eines Schrittmotors gemeinsamen Schrittschalter (T1-T4) an den einen Pol (U+) der Versorgungsspannung (U+;U-) anschließbar;

   b) die anderen Enden jeweils sämtlicher Wicklungsstränge (W1-W4) eines jeden Schrittmotors (Ml-Mn) sind jeweils über einen gemeinsamen Versorgungsschalter (Vl-Vn) an den anderen Pol (U-) der Versorgungsspannung (U+;U-) anschließbar.

   c) Jeder Versorgungsschalter (Vl-Vn) steht jeweils in Schaltabhängigkeit von dem Einschaltzustand der Schrittschalter (T1-T2) und der Stellung des Rotors seines zugehörigen Schrittmotors (Ml-Mn).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit dem Merkmal:

   d) Die zu schaltenden Wicklungsstränge (Wl-W4) sind im Sinne einer Verhinderung von Kurzschluß-Querströmen gegeneinander entkoppelt.

   . Vorrichtung nach Anspruch 2 mit dem Merkmal:

   e) In der Verbindung zwischen dem einen Wicklungsende eines zu schaltenden Wicklungsstrangs (Wl-W4) und dem gemeinsamen Anschluß eines Wicklungsstrangs jeden Schrittmotors (Ml-Mn) an jeweils einen Schrittschalter (T1-T4) ist zur Entkopplung zumindest eine Diode (D1-D4)) vorgesehen.

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   4. Vorrichtung nach einem der. Ansprüche 1-3 mit dem Merkmal:

   f) Die Versorgungsschalter (Sl-Sn) sind an den positiven Pol (U+) der Versorgungsspannung (U+;U-) angeschlossen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 bzw. 4 mit dem Merkmal:

   g) Die Dioden (D1-D4)) sind in Durchlaßrichtung der betriebsmäßigen Stromrichtung der Verbindungen zwischen dem einen Wicklungsende eines zu schaltenden Wicklungsstranges (W1-W4) und dem gemeinsamen Anschluß eines Wicklungsstrangs an jeweils einen Schrittschalter (T1-T4) angeschlossen.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5 mit dem Merkmal:
   h) Die Dioden (D1-D4) sind in den jeweiligen Schrittmotor (Ml-Mn) integriert.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5 mit dem Merkmal:
   i) Die Dioden (D1-D4) sind in eine die Versorgungsschalter (Vl-Vn) bzw. die Schrittschalter (T1-T4) ansteuernde Steuerelektronik integriert.