DE3007848A1

DE3007848A1 - Schrittmotor

Info

Publication number: DE3007848A1
Application number: DE19803007848
Authority: DE
Inventors: Mai Tu Dr Ing Xuan
Original assignee: SSIH Management Services SA
Current assignee: SSIH Management Services SA
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: CH629928GA3; GB2047009B; FR2450527B1; US4329601A; CH629928B; JPS55117497A; FR2450527A1; GB2047009A

Description

Schrittmotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schrittmotor mit Drehbewegung, der einen Stator aus weichem ferroraagnetischem Material aufweist, der mit einer einzigen Anregungsspule versehen ist, sowie einen Rotor aufweist, der aus einem Magnet mit wenigstens einem Polpaar besteht und wobei der Stator und der Rotor magnetisch derart miteinander gekoppelt sind, daß sich der Rotor infolge einer ersten Art einfacher Impulse abwechselnder Polarität, die an die Spule angelegt werden, in einer Vorzugs richtung dreht.

Derartige elektromagnetische Schrittmotoren sind bekannt. Dabei wird der Rotor eines derartigen Motors zwei verschiedenen Momenten unterworfen: Einem statischen Haltemoment aufgrund d*s Flusses des Permanentmagneten, wodurch die Winkelstellungen des Rotors bestimmt werden, wenn dem Motor kein Strom zugeführt wird (auch Widerstandsmoment genannt) und einem dynamischen Motormoment aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Magnetfluß und dem von der Spule erzeugten Fluß, wenn diese von einem Strom durchflossen wird (auch Drehmoment Magnet-Spule genannt). Dieses dynamische Moment führt dem Motor die für seine Drehbewegung notwendige Energie zu.

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-A-

Zur Verwendung eines derartigen Motors z. B. in einer Uhr ist es notwendig, ihn so auszulegen, daß er infolge von einfachen Impulsen abwechselnder Polarität/ die an die Spule gelegt werden, sich nur in einer Richtung dreht. Dies ist z. B. der Fall bei dem in der CH-PS 604 250 beschriebenen Motor, wo die Winkelverschiebung des Stators bezüglich eines festen Ringteils dafür sorgt, daß. der Motor sich immer in cfer Vorzugsrichtung dreht. Das bedeutet aber,daß bei den üblicherweise verwendeten Signalen zur Betätigung des Motors, die die Form einfacher Impulse, die abwechselnd polarisiert sind, aufweisen, ungeeignet sind um den Rotor in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung zu verdrehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schrittmotor zu schaffen, bei dem der Rotor des Motors auch in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung verdrehbar ist, so daß wenigstens einer der Zeiger einer Uhr sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann.

Eine derartige entgegengesetzte Drehbewegung ist insbesondere dann wünschenswert, wenn man z. B. eine schnelle Zeiteinstellung einer Analoguhr'durchführen möchte oder wenn man, wie es vor kurzem vorgeschlagen wurde, zeitweise den Minutenzeiger als Se-,,-kundenzeiger verwenden möchte und wieder zur Minutenanzeige zurückkehren möchte. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, der Spule des Motors ein zusammengesetzes Signal nach Betätigung eines Steuerknopfes zuzuführen.

Einphasige,bipolare elektromagnetische Motoren sind bekannt, denen ein besonderes Signal zugeführt wird um die Drehrichtung umzukehren.

Aus der französischen Patentanmeldung FR 23 73 817 ist eine Anordnung bekannt, bei der einer Spule ein Impuls entgegengesetzter Phase gerade vor dem Anlegen eines Normalimpulses zugeführt wird und bei der eine Meßvorrichtung vorgesehen ist zur Feststellung

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der Rotorstellung um im richtigen Zeitpunkt den richtigen Impuls zuzuführen, so daß die Drehrichtung des Rotors umgekehrt wird. Diese Anordnung weist die folgenden beiden Nachteile auf: Einmal ist sie reversibel d. h., daß nach dem Auftreten eines Stoßes der Rotor versehentlich einen Schritt durchgeführt haben kann, wonach der darauf folgende zusammengesetzte Impuls den Rotor in Vorzugsrichtung antreibt; zum anderen ist ein kompliziertes Steuer- und Regelsystem für die Umkehrung der Impulse erforderlich.

Aus der US-PS 41 12 671 ist eine Vorrichtung zur Umkehrung der Drehrichtung eines Rotors bekannt. Aus Figur 5 geht dabei hervor, daß eine Gruppe von Impulsen 10, 11, 12 erforderlich ist, um die

Drehrichtung umzukehren. Die Steuervorrichtung wirkt dabei auf einen Rotor mit geringem Trägheitsmoment bezüglich seines Volumens. Wenn das auch am Motor auftretende Moment ausreicht um den Vorwärtsantrieb der zugehörigen Uhr in Betrieb zu setzen,so wird doch der Wert in umgekehrter Richtung um ein Drittel verkleinert woraus folgt, daß die Arbeitsweise nicht zuverlässig ist und einzelne Schritte verloren gehen können. Zwar ist dies beim Einstellen einer genauen Zeit nicht so wesentlich, jedoch bedeutet der Verlust eines Schrittes bei einer Uhr,bei der der Minutenzeiger als Sekundenzeige verwendet wird, ein anschließendes Anzeigen einer falschen Zeit, Wenn man wieder zur Minutenanzeige zurückkehrt.

Aus der DE-OS 28 08 534 und DE-OS 26 28 583 sind weitere Vorrichtungen zur Umkehrung der Drehrichtung eines Motors bekannt. Um den Rotor in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung zu verdrehen wird der Spule ein erster Impuls zugeführt, dessen Polarität eine Verdrehung des Rotors um einen Winkel bewirkt, der geringer als derjenige ist, der einem vollen Schritt in Vorzugsrichtung entspricht. Diesem folgt ein zweiter Impuls entgegengesetzter Polartät, der eine Verdrehung des Rotors um einen Schritt in Richtung entgegengesetzt zur Vorzugsrichtung bewirkt. Beide

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Veröffentlichungen beziehen sich auf ein erleichtertes Einstellen einer Ohr. Die erstgenannte OS erwähnt dabei, daß der Rückwärts— lauf ein geringeres Signal als der Vorwärtslauf erzeugt und daß Schritte verloren gehen können. Die zweite OSnennt dies nicht, gibt jedoch keinen Hinweis auf eine zuverlässige Betriebsweise in beiden Drehrichtungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die genannten Nachteile zu beseitigen Und "einen Schrittiaotor zu schaffen, welcher äußerst zuverlässig arbeitet und bei dem kein Schritt verloren geht-

Ausgehend von einem Schrittmotor der eingangs näher genannten Art wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe vorgeschlagen, daß das Trägheitsmoment J/ das Volumen V und die Anzahl ρ der Polpaare des Rotors die Bedingung

■^ ■'■ 5■ · 10~³ kg/m

V - ρ¹'⁴

erfüllen und daß sich der Rotor in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung dreht, wenn der Spule eine zweite Art doppelter Impulse abwechselnder Polarität zugeführt wird, welche sich jeweils aus einem ersten Impuls zusammensetzen, dessen Polarität den Rotor in Vorzugsrichtung um einen Winkel verdreht, der kleiner als ein Schritt ist und aus einem dan. ersten Impuls unmittelbar folgenden zweiten Impuls entgegengesetzter Polarität zusammensetzt, der den Rotor um einen vollen Schritt verdreht in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung .

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

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Es zeigen:

Fig. 1a, 1b, 1c eine Prinzipdarstellung eines Einphasenmotors, das dem Motor zugeföhrte Signal, sowie die Momentenkurven als Funktion des Drehwinkels des Rotors im Motor für die
Vorzugsrichtung bei einem herkömmlichen
Motor.

Fig. 2 Die Momentenwerte als Funktion des Dreh

winkels des Rotors ia Motor bei Impulsen umgekehrter Polarität bezügl. derjenigen von Figur 1b

ti

Fig. 3a und 3b Das dem Motor zugeführte Signal und die

Momentenwerte als Funktion des Drehwinkels des Rotors im Motor für die zur Vorzugsrichtung entgegengesetzte Richtung gemäß der Erfindung

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Ansteuerung des

Motors.

Figur 1 zeigt schematisch einen bipolaren einphasigen Schrittmotor. Ein zylinrischer Permanentmagnet 1 mit diametraler Magnetisierung SN bildet den Rotor. Der Stator besteht aus der Spule 2, die bei Anregung einen magnetischen Fluß erzeugt, der über das
Joch 3 und die Polstücke . 4a und 4b aus weichem, ferromagnetischem Material zum Spalt gelangt. In der Haltestellung nimmt der Rotor die Stellung des geringsten magnetischen Widerstandes ein, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Beim Anlegen eines positiven Impulses an die Spule dreht sich der Rotor um einen Schritt, d. h. um 180°
und beim Anlegen eines negativen Impulses dreht sich der Rotor in

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derselben Richtung um so einen erneuten Schritt durchzuführen, usw. Dies wird Vorzugsrichtung genannt.

Figur 1b zeigt als Funktion der Zeit eine erste Art einfacher Impulse abwechselnder Polarität, die den Motor in Verzugsrichtung antreibt. Jede Impulsdauer beträgt dabei 8ms.

Figur Ic zeigt die Werte der Momente C, die auf den Rotor als Funktion des Drehwinkels <* wirken. Die Vorzugsrichtung entspricht dabei den positiven Werten des Drehwinkels <X und die entgegengesetzte Richtung zur Vorzugsrichtung entspricht dem negativen Wert des Drehwinkels c< . wie bereits eingangs erwähnt, wirken auf den Rotor des Motors zwei Momente: ein statisches Haltemoment Ca, das vom Magneten allein stammt und ein dynamische Motormoment Cab aufgrund der Wechselwirkung des Magnetflusses mit dem Fluß der Spule,sofern diese erregt ist. Aufgrund des Motoraufbaus sind die Momente um ungefähr 45° zueinander phasenverschoben.

Wird der Spule ein positiver Impuls zugeführt, so wird der Pol 4a ein Nordpol und der Pol 4b ein Südpol (Figur la) und der Rotor dreht sich um 180° im Uhrzeigersinn. Die Punkte S' , S₁ und S₂ sind stabile Gleichgewichtspunkte bei Abwesenheit eines Stromes (wobei der Punkt S₁ die in Figur 1a gezeigte Rotorstellung anzeigt) , während die Punkte I' und I₁ instabile Gleichgewichtspunkte sind. In Vorzugsrichtung wird der Rotor vom Punkt S₁ zum Punkt I₁ durch das Drehmoment Cab bewegt, während der Rest des Weges d. h. von I₁ zu S_ aufgrund der zwischen S₁ und I₁ gespeicherten kinetischenund potentiellen Energien zurückgelegt wird. Die Fläche A₁ stellt die nützliche Energie dar, die dem Rotor in Vorzugsrichtung zugeführt werden kann. Die Fläche A₂ stellt die Halte- oder Stellungsenergie dar (bei der Energie zugeführt werden muß um die Reibungsverluste zu überwinden). Da beide Energien zueinander entgegenwirken,ist es notwendig zum Durchführen eines Schrittes, daß A₁ größer als A₂ ist, wie es bei den bekannten Schrittmotoren der Fall ist.

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Figur 2 zeigt die Werte der Momente als Funktion des Drehwinkels des Rotors, wenn die zugeführten Impulse eine umgekehrte Polarität zu derjenigen aufweisen, wie sie in Figur 1b gezeichnet ist. Es stellt sich nun die Frage, ob es nicht möglich ist zur Erzielng des erfindungsgemäßen Zwecks, bei der in Figur 1b gezeigten Art der Versoigmg,die Polarität des Steuersignals umzukehren um so die Drehrichtung des Motors umzukehren. Figur 2 zeigt erneut das Haltemoment Ca, dessen Polarität und Amplitude unverändert sind, da diese vom Magneten allein abhängen. Die Amplitude des Drehmomentes -Cab ist ebenfalls die gleiche, da sie von einem Impuls gleicher Amplitude abhängt, während ihre Polarität umgekehrt ist, da diese von einem Impuls entgegengesetzter Polarität abhängt. Man sieht also, daß die nützliche Energie, die dem Motor zugeführt wird und die durch die Fläche A' dargestellt wird, kleiner ist als die Halteenergie A' . Das bedeutet, daß der Rotor keinen Schritt in der. der Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung ausführen kann. Man könnte zwar die Amplitude des jenigen Impulses erhöhen, der zum Moment -Cab führt, jedoch würde - dies sehr nachteilig bei der Verwirklichung der Zuführung der Steuerenergie sein.

Figur 3a zeigt eine zweite Art doppelter Impulse abwechselnder Polarität, die geeignet sind um den Rotor des Motors in einer zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung zu drehen,gemäß der Erfindung. Diese Ausgestaltung reicht jedoch noch nicht aus um eine sichere Funktionsweise in Rückwärtsrichtung zu gewährleisten, wenn das Trägheitsmoment,das Volumen und die Anzahl der Polpaare des Rotors nicht die erforderliche Bedingung erfüllen, die weiter unten angegeben werden wird. Das fragliche Signal besteht aus einem ersten positiven Impuls ab, der den Rotor um einen Winkel weiter dreht, der kleiner als derjenige eines Schrittes in Vorzugsrichtung ist, sowie aus einem unmittelbar folgenden zweiten Impuls bc, der die Drehrichtung umkehrt und den Rotor um einen Schritt in der air Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung verdreht. Die Dauer

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des ersten Impulses wird zwischen 2 und 5ms gewählt und die Dauer des zweiten Impulses zwischen 4 und 10ms gewählt .Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel betragen die entsprechenden Impulsdauern 4ms und 6ms.

Figur 3b zeigt eine graphische Darstellung der zugehörenden Momente und damit die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Motors, wenn dieser durch das in Figur 3a dargestellte Signal erregt wird. Um ihm eine ausreichende Energie für eine Bewegung in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung zuzuführen, wird er erfindungsgemäß aus einer Stellung gestartet, die unterschiedlich zur stabilen Stellung S^ ist, wie es in Normaldrehrichtung der Fall ist. Zu diesem Zweck wird der Rotor vorerst vom stabilen Gleichgewichtspunkt S₁ zum Punkt D durch einen Spannungsimpuls bewegt, der den Rotor in Vorzugsrichtung verdreht. Befindet sich nun der Rotor am Punkt D wird die Versorgungsspannung umgekehrt, wodurch sich der Motor in einer Richtung entgegengesetzt zur Vorzugsrichtung mit einem großen Beschleunigungsmoment verdreht. Die Impulsdauern hängen dabei von den Motoreigenschaften ab (mechanische und elektrische Zeitkonstanten) und werden dem entsprechenden Motor angepaßt.

Die Fläche A¹ ₁ stellt die Nutzenergie dar, welche bei dieser Art Energieversorgung dem Motor zugeführt wird. Sie wird einerseits durch das Drehmoment -Cab gebildet und andererseits durch die angesammelte potentielle Energie, wenn sich der Motor in Vorzugsrichtung von S₁ zu D bewegt (doppelschraffierte Fläche). Wie man sieht, ist die erhaltene Fläche A¹.. , welche durch die Kurve -Cab und +Ca begrenzt ist,größer als die Fläche A'_? , welche die Halteenergie in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung darstellt; der genannte Impuls sorgt also dafür, daß der Rotor einen"Schritt in der zurVorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung zurücklegt und in der stabilen Gleichgewichtsstellung S'_ anhält. Wird anschließend das gleiche Signal von umgekehrter Polarität der Spule zugeführt, so verdreht sich der Rotor in gleicher Rieh-

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tung (Signal a'b'c¹ ).

Im folgenden wird gezeigt, daß das beschriebene Signal nicht geeignet ist, den Rotor eines jeden beliebigen Motors in zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung anzutreiben. Bezeichnet man mit CO die Winkelgeschwindigkeit des Rotors und mit F den Koppelfaktor (=Magnetfluß durch die Spule χ Anzäi der Windungen χ Anzahl der Polpaare), so gilt für die induzierte Spannung Ui an den Motoranschlüssen

Ui = F · u>

Es wurde oben gezeigt, daß aufgrund der kinetischen und potentiellen Energie der Rotor den neuen, Punkt S'_? erreichen kann. Der Beschleunigungswert für den Rückwärtslauf ist also größe als derjenige für den Vorwärtslauf, so daß, wenn das Trägheitsmoment des Rotors gering ist, die Winkelgeschwindigkeit sehr groß werden kann, so daß gemäß obiger Gleichung die induzierte Spannung Ui die Versorgungsspannüng U übersteigen kann; der Strom i in der Spule, der der folgenden Bedingung genügt,

U-Ui
i =

kann damit negativ werden (unter Vernachlässigung des Effekts der Selbstinduktion). Unter diesen Bedingungen kann das Beschleunigungsmoment Cacc, welches der folgenden Bestimmung genügt

Cacc = -F · i + Ca

positiv werden und damit ein Bremsmoment werden, da es In Vorzugsrichtung + <A wirkt. Bei diesen Bedingungen ist also nicht gewährleistet, daß der Rotor am Punkt S'₂ anlangt.

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Bezeichnet man mit J das Trägheitsmoment des Rotors und mit t die Zeit, so folgt aus der Gleichung

. _t

daß zur Erreichung einer Winkelgeschwindigkeit in vernünftigen Grenzen der Wert von J erhöht werden muß. Diese Maßnahme weist den großen Vorteil auf, daß das dem Rotor zum Rückwärtslauf zugeführte Moment fast genauso groß ist wie dasjenige, daß ihm zum Vorwärtslauf zugeführt wird. Man hält damit den Sicherheitsabstand ein ( von 3 bis 5 ), der zwischen dem vom Motor erzeugten Moment und dem mechanischen Widerstandsmoment der uhr herrschen muß in beiden Drehrichtungen des Motors. Obendrein wird die Funktionstüchtigkeit des Motors hinsichtlich Fabrikationstoleranzen erhöht.

Die Erhöhung des Trägheitsmcmentes des Rotors kann durch Erhöhung seiner Masse und/oder durch Erhöhung seines·Radius erzielt werden. Um eine allgemeingültige Aussage für alle möglichen Fälle zu erhalten muß das genannte Trägheitsmoment J an das Volumen V und die Anzahl der Polpaare ρ des Rotors angepaßt werden. Der folgende Zahlenwert wurde gefunden zur Bestimmung des Qualitätsfaktors, den der Rotor aufweisen muß um als Funktion der Steuerimpulse sich in beiden Richtungen mit Sicherheit zu drehen:

J / v - p¹'⁴
Setzt man nun

J= ·■! M · r² = -1 <y · V · r²

so erhält man

λ; ..r²

V . p¹'⁴ 2-p¹'⁴·

wobei mit M die Masse, mit r der Radius und mit /V die Dichte des Rotors bezeichnet sind.

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Bei einem herkömmlichen Motor, wie er z. B. bei der bereits genannten US-PS 41 12 671 beschrieben ist, besteht der Magnetrotor

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aus Samarium-Cobalt ( /# = 8 · 10 kg/m ) mit einem Radius von

-3 1

0,8 · 10 m und einer Anzahl Polpaare 1. Das Verhältnis J/V · ρ '

beträgt demzufolge 2,56 · 10~³ kg/m.Damit erhältman einen Wert des Momentes für den Vorwärtslauf von 4,5 · 10 Nm und einen Wert

_7 für den Rückwärtslauf von nur 1,5 * 10 Nm. Dieser letztere Wert reicht also nicht aus um mit Sicherheit einen Rückwärtslauf zu erreichen, der einen Mindestwert von 1 · 10 Nm erfordert (experimenteller Wert) .

Bei einem anderen bekannten Motor, wie er z. B. in der genannten CH-PS 604 250 beschrieben ist, besteht der Magnetrotor aus Platin-

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Cobalt ( ty - 16 - 10 kg/m ) mit sechs Polpaaren und einem Radius

von 2,2 · 10~³ m. Damit gilt für das Verhältnis J/V · p^1/4 = 3,5 · 10~ kg/m. Die mit diesem Motor durchgeführten Versuche haben ergeben, daß er bei Anlegen der erfindungsgeräßen Impulszüge keinen sicheren Rückwärtslauf durchführt.

Bei einem erfindungsgemäßen Motor besteht der Magnetrotor aus Platin

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Cobalt ( # = 16 · 10 kg/m ) mit einem Polpaar und einem Radius von 1 · 10~³ m. Damit beträgt das Verhältnis J/V - p¹'⁴ = 8 · 10~ kg/m. Dieser Wert ergibt ein Moment für den Vorwärtslauf von 5,5 · 10~ Nm und ein Moment für Rückwärtslauf von

_7
7,5 · 10 Nm. Wie man sieht, unterscheidet sich das Moment für den Rückwärtslauf kaum vom Moment für den Vorwärtslauf (Verhältnis ungefähr 1,2), so daß ein Antrieb in beiden Richtungen mit großer Sicherheit gewährleistet ist.

Aus den durchgeführten Untersuchungen mit einer Vielzahl von Motoren und aus obigen Darlegungen folgt, daß für herkömmliche Uhren der QuaIitatsfaktor J/V · p¹'⁴ gleich oder größer als 5 · 10~³ kg/m sein

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muß, damit der Motor mit Sicherheit in beiden Richtungen läuft, wenn iim die erfindungsgemäßen Signale zugeführt werden, unter diesen Bedingungen beträgt das Verhältnis des Motormomentes in Vorzugsrichtung zum Motormoment in entgegengesetzter Richtung weniger als 1,5.

Die Erhöhung des Gewichtes des Motors und die damit erzielbare Sicherheit in beiden Drehrichtungen bedingt allerdings einen erhöhten Energieverbrauch des Motors. Daraus folgt, daß die Erfindung weniger für eine uhr geeignet ist, welche einen Sekundenzeiger aufweist, der einen Schritt pro Sekunde zurücklegt.Sie eignet sich insbesondere für eine Uhr, die nur mit einem-^ Stunden- und einem Minutenanzeiger versehen ist und bei der der Motor nur einen Schritt pro Minute durchführt, da hier die Energieprobleme erheblich geringer sind. Bei einer derartigen Ohr kann der Rückwärtslauf dazu verwendet werden, um zur Minutenanzeige zurückzukehren nachdem der Minutenzeiger zeitweise als Sekundenzeiger verwendet worden ist_r wie es eingangs erwähnt wurde.

Es sei schließlich noch betont, daß die beschriebene erfindungsgemäße Funktionsweise nicht reversibel ist. Es sei angenommen, daß auf die Ohr versehentlich ein Stoß ausgeübt wird, wodurch der Rotor des Motors einen Vorwärtsschritt ausführt, ohne daß die Spule erregt wurde. Bei Zufuhr eines Signals a'b'c' (anstelle eines Signals abc) kann der Rotor keinen Schritt, weder in Vorwärtsrichtung noch in Rückwärtsrichtung, ausführen. Das nächst folgende Signal abc hingegen erreicht den Rotor in der richtigen Stellung um ihn in Rückwärtsrichtung anzutreiben.

Die verschiedenen erfindungsgemäß erforderlichen Impulse werden

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von einem logischen Schaltkreis erzeugt, der die am Ausgang des Frequenzteilers der Uhr anstehenden Signale auswertet.

Figur 4 zeigt ein derartiges Blockschaltbild. Die am Frequenztei-

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ler 1O abgenommenen Signale werden einem Jmpulsfonaerkreis 11 zur Erzeugung der einfachen Impulse und einem Impulsformerkreis 12 zur Erzeugung der doppelten Impulse für den Rückwärtslauf zugeführt. Der Ausgang dieser Kreise ist mit einer Schalteranordnung 13 verbunden an deren Ausgängen die einzelnen oder doppelten Impulszüge je nach Stellung des Unterbrechers 14 anliegen. Das erhaltene Signal wird einem letzten Kreis 15 zugeführt/ der für die erforderliche abwechselnde Polarität und die Ansteuerung der Spule 2 des Motors sorgt.

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Leersette

Claims

Maximilianstrasse 15 D-8000 München 22

Tel.: (089)294818 Telex: 523514 Telegr.: NOVAPAT

H 525

Societe Suisse pour l'Industie Horlogere Management Services S.A.» Bienne, Schweiz

Patentansprüche

/ 1. !Elektrischer Schrittmotor mit Drehbewegung, der einen Stator

V /aus weichem ferromagnetische Material aufweist, der mit einer

einzigen Anregungsspule versehen ist, sowie einen Rotor aufweist, der aus einem Magnet mit wenigstens einem Polpaar besteht und wobei der Stator und der Rotor magnetisch derart miteinander gekoppelt sind, daß sich der Rotor infolge einer ersten Art einfacher Impulse abwechselnder Polarität, die an die Spule angelegt werden, in einer Vorzugsrichtung dreht, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägheitsmoment J, das Volumen V und die Anzahl ρ der Polpaare des Rotors die Bedingung

^ 5 · 10~³ kg/m

14 "⁵^

V · p¹'⁴

erfüllen und daß sich der Rotor in der zur Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung dreht, wenn der Spule eine zweite Art

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doppelter Impulse abwechselnder Polarität zugeführt wird, welche sich jeweils aus einem ersten Impuls zusammensetzen, dessen Polarität dem Rotor in Vorzugsrichtung um einen Winkel verdreht, der kleiner als ein Schritt ist und aus einem dem ersten Impuls unmittelbar folgenden zweiten Impuls entgegengesetzter Polarität zusammensetzt, der den Motor um einen Schritt verdreht in der zur Vorzugsrichtung entgegegesetzten Richtung.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer des ersten Impulses kleiner als diejenige des zweiten Impulses ist.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer des ersten Impulses zwischen 2 und 5 ms liegt und diejenige des zweiten Impulses zwischen 4 und 10 ms liegt.
4. Motor nach Ansprüchen 1 his 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Motormomentes in Vorzugsrichtung zum Motormoment in entgegengesetzter Richtung kleiner als 1,5 ist.
5. Motor nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Analoguhr antreibt.

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