DE3035919A1 - Steuerschaltung fuer eine schrittmotor - Google Patents

Steuerschaltung fuer eine schrittmotor

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Description

Lucas Industries Limited
Great King Street
Birmingham B19 2XF, England
Steuerschaltung für einen Schrittmotor
Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor. Bei Steuersytemen hat die Anwendung eines Schrittmotors manche Vorteile, da durch ihn eine Last, beispielsweise ein Steuerventil, genau in eine bestimmte Stellung gebracht und in dieser Stellung gehalten werden kann.
Die Anwendung von Schrittmotoren hat jedoch Grenzen insofern, als die Geschwindigkeit, mit dem eine Last, also ein von ihm anzutreibender Teil angetrieben ist, begrenzt ist und daß bei einem zu schnellen Antrieb ein Schlupf entsteht, der Motor also infolge Überlastung blockiert wird. Es hat sich gezeigt, daß ein solches Überziehen des Motors auch während der Beschleunigung des Motors auftreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schrittmotor-Steuerschaltung zu schaffen, durch die eine Beschleunigung, ein steter Lauf und eine Verzögerung des Motors sämtlich so gesteuert werden, daß ein Überziehen vermieden wird.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch, eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor gelöst, die folgende Elemente aufweist: einen elektrischen Integrator, der ein vom Zeitintegral seines Eingangssignals abhängiges Signal erzeugt, einen ersten Fehlersignal-Erzeuger, der mit dem Ausgang des Integrators und mit dem Ausgang eines Wandlers verbunden ist, der entsprechend dem Wert eines sich mit der Drehung der Welle des Schrittmotors ändernden Parameters ändert und ein erstes Fehlersignal erzeugt, das abhängig von der Differenz der Ausgangssignale von Integrator und Wandler ist, einen zweiten Fehlersignal-Erzeuger, durch den der Wert des Parameters - wie er durch den Wandler repräsentiert wird - mit einem vorbestimmten Wert verglichen und ein der Differenz der beiden Werte entsprechendes Fehlersignal erzeugt wird, einen mit den beiden Fehlersignal-Erzeugern und mit dem Integrator verbundenen Selektor, der von den beiden Fehlersignalen dasjenige auswählt, das den kleinsten absoluten Wert hat und es dem Eingang des Integrators zuführt, eine Vorrichtung zum Rückstellen des Integrators, die an den Integrator ein zusätzliches Signal gibt, das sich nicht-linear mit dem Ausgangssignal des ersten Fehlersigfial-Erzeugers ändert, wobei das Maß der Änderung des Ausgangssignals des Integrators entsprechend dem Wert des ersten Fehlersignals begrenzt ist, eine impulserzeugende Vorrichtung, die mit dem Ausgang des Selektors verbunden ist, und ein Ausgangssignal erzeugt, das durch das Ausgangssignal des Selektors bestimmt wird, und einen Stromkreis für den Antrieb des Schrittmotors, der mit dem Impulsgenerator verbunden ist und Antriebsimpulse für den Schrittmotor liefert.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerschaltung, Fig. 2 und 3 zeigen Teile dieser Schaltung»
Wie Fig. 1 zeigt, weist die Schaltung einen Integrator auf, an dessen Ausgang ein Signal erscheint, daß dem Zeitsignal des Eingangssignals des Integrators entspricht. In einem ein erstes Fehlersignal erzeugenden Schaltkreis 11 wird das Ausgangssignal des Integrators 10 verglichen mit dem Ausgangssignals eines Wandlers 12, der die Form eines Rückkoppel-Signal-Generators hat= Dies Signal ist abhängig entweder unmittelbar von der Stellung der Welle des Schrittmotors 13 oder auch von irgendeinem Parameter, der von dem Motor 13 angetriebenen Last 14, sofern dieser solchen Bewegungen, ohne eine signifikante Verzögerung folgt. Der Schaltkreis 11 erzeugt ein erstes Fehlersignaly das von der Differenz zwischen diesen beiden Eingangssignalen abhängig ist.
Das Signal ΘΑ des Generators 12 wird ferner einem ein zweites Fehlersignal er-eugenden Schaltkreis 15 zugeführt, der ferner ein Signal ©D empfängt, das die gewünschte Stellung der Welle des Motors 13 bzw. den anderen Parameter repräsentiert. Dies Fehlersignal des Schaltkreises 15, das die Differenz zwischen dem gewünschten und dem tatsächlichen Wert der Stellung der Welle bzw. des anderen Parameters repräsentiert, wird zusammen mit dem ersten Fehlersignal einem Selektor 16 zugeführt, der aus einer Torschaltung besteht, die durch niedrigsten Absolutwert gesteuert wird (absolute value lowest wins gate) -, dessen Ausgang mit einem Eingang des Integrators 10 verbunden ist.
Der Schaltkreis enthält außerdem einen Integrator-Rücksteiler 17, der ein Signal an den anderen Eingang des Integrators 10 liefert. Der Rücksteller 17 erhält ein Eingangssignal von dem Schaltkreis 11 und ein anderes Eingangssignal von einem nullkreuzenden Detektor 18, der auf das Ausgangssignal des Schaltkreises 15 anspricht, und ein Ausgangssig-
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nal erzeugt, das eine nichtlineare Funktion des Ausgangssignals des Schaltkreises 11 ist. Das zweite Fehlersignal wird dem Detektor über den Rucksteller zugeführt. Das Ausgangssignal des Selektors 16 wird auch einem Absolutwertverstärker 19 zugeführt, dessen Ausgangssignal einen Impulsgenerator steuert, der die Form eines spannungsgesteuerten Oszillators 20 hat. Das Ausgangssignal des Oszillators 20 wird dem Antriebsstromkreis des Schrittmotors 13 zugeführt, der einen Zähler 21 aufweist, der entsprechend dem Ausgangssignal des Detektors 18 mit der Oszillatorfrequenz einen Auf- und Abtakt gibt. Der Multi-Bit-Ausgang des Zählers 21 führt zu einem Dekoder 22, der. mit den Wicklungen des Motors 13 über einen Verstärkermodul 23 interfaced ist. Der Zähler 21, der Dekoder 22 und der Verstärkermodul 23 sind hier nicht im einzelnen beschrieben, weil solche Anordnungen bei Schrittmotorsteuerungen bekannt sind.
Die Fig. 2 zeigt längs den Schaltkreis des Erzeugers 15 des ersten Fehlersignals. Er besteht aus einem Funktionsverstärker A1, dessen nichtumkehrender Eingang übereinen Widerstand 1 mit einer Erdschiene verbunden ist und dessen umkehrender Eingang über zwei Widerstände R2, R3 mit dem Ausgang eines dem Bedarf entsprechenden Signals und mit dem Erzeuger 12 des Rückkopplungssignals verbunden ist, die beide aus gepufferten Potentiometern bestehen können, die mit den (nicht dargestellten) Quellen eines positiven und negativen Bezugssignals verbunden sind. Zwei einander parallele gegensinnig gesteuerte Dioden D1, D2 sind mit dem Ausgang des Verstärkers A1 verbunden und Rückkopplung wird erzeugt durch einen Widerstand R4, der mit diesen Dioden verbunden ist.
Ein Widerstand R5 verbindet die Dioden D1, D2 mit einer Klemme B (s. Fig. 3).
Der nullkreuzende Detektor 18 besteht aus einem weiteren Funktionsverstärker A2, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand R6 mit dem Ausgang des Verstärkers A1 verbunden ist und dessen umkehrender Eingang über einen Widerstand
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R83 mit der Erdschiene verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers A2 ist über zwei in Reihe liegende Widerstände R7, R8 mit einer Plus-Schiene verbunden und die Verbindung zwischen diesen beiden Widerständen ist über eine Klemme C verbunden mit der Auf-Abwärts-Steuerung-Klemme des Zählers 21.
Der Integrator 10 ist ein Funktionsverstärker A3, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R9 mit der Klemme B und mit einem Rückkopplungskondensator C1 zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang verbunden ist. Ein Widerstand R1O ist angeschlossen zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A3 und der Erdschiene.
Der Erzeuger 11 des^zweiten Fehlersignals ist ein Funktionsverstärker A4, dessen invertierender Eingang über Verstärker R12, R13 mit dem Ausgangsverstärker A3 bzw. der Klemme ΘΑ verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand R10 verbindet den Ausgang des Verstärkers 4a mit seinem invertierenden Eingang und ein Widerstand R15 verbindet den nichtinvertierenden Eingang mit der Erdschiene.
Der Begrenzungskreis 17 weist zwei komplementäre Arten von Transistoren Q1, 02 auf, deren Emitter mit der Erdschiene und deren Kollektoren über Widerstände R17, R18 mit der Plus-Schiene bzw. der Minus-Schiene verbunden sind. Zwei Widerstände R19, R20 verbinden die Basen dieser Transistoren mit dem Ausgang des Verstärkers A4 und zwei Vorspannwiderstände R21, R22 verbinden diese Basen mit der Plus- und Minus-Schiene. Die Anode einer Diode D3 ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q1 und ihre Kathode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A3 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Kathode einer Diode D4 mit dem Kollektor eines pnp-Transistors Q2 und ihre Anode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A3 verbunden. Die Transistoren Q1 und Q2 wirken als
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mm ρ tll_
als Maximalwert-Klammern.
Der Begrenzungsgenerator 17 enthält ferner einen Funktionsverstärker A5, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand R25 mit der Erdschiene und dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R26 mit dem Ausgang des Verstärkers A4 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers A5 ist mit den beiden Emittern zweier Transistoren Q3, Q4 von komplementärer Art verbunden, deren Basen miteinander und über einen Widerstand R27 mit dem Ausgang des Verstärkers A2 verbunden sind. Der Kollektor des pnp-Transistors 03 ist mit der Anode einer Diode D5 und der Kollektor des npn-Transistors Q4 ist mit der Kathode einer Diode D6 verbunden. Die Kathode der Diode D5 und die Anode der Diode D6 sind miteinander und über einen Widerstand R28 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A3 verbunden. Der invertierende Eingang des Verstärkers A5 ist über einen Widerstand R84 mit der Minus-Schiene, über einen Widerstand R85mit der Klemme 10 und über einen Widerstand R86 mit der Kathode der Diode D5 verbunden. Der Verstärker A5 bildet mit den Transistoren Q3 und Q4 eine Minimumwert-Klammer .
Die Fig. 2 zeigt auf ihrer rechten Seite die durch niedrigsten Absolutwert gesteuerte Torschaltung 16. Sie besteht aus vier Funktionsverstärkern A6, A7, A8, A9. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 6 ist über einen Widerstand R30 mit der Erdschiene und sein invertierender Eingang ist über einen Widerstand R31 mit dem Ausgang des Verstärkers A4 verbunden. Die Kathode einer Zener-Diode ZD1 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A6 und ihre Anode mit dessen Ausgang verbunden. Die Anode einer Diode D7 ist mit dem Ausgang des Verstärkers A6 verbunden. Ein Widerstand R32 liegt zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers A6 und der Kathode der Diode D7, die ferner über einen Widerstand R33 mit der Minus-Schiene verbunden ist. Ein Widerstand R34 verbindet die Kathode der Diode D7 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A7, dessen invertierender Eingang mit der Kathode
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einer Diode D8 verbunden ist, deren Anode mit dem Ausgang des Verstärkers A7 verbunden ist. Die Kathode der Diode DS ist ferner mit der Klemme B verbunden.
Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers A8 ist über einen Widerstand R35 mit der Erdschiene verbunden und ein Widerstand R36 verbindet den invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers A4. Die Anode einer Zener-Diode ZD2 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A8 und ihre Kathode mit dessen Ausgang verbunden. Ein Widerstand R37 liegt zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers A8 und der Anode einer Diode D9, deren Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers A8 verbunden ist. Ein Widerstand R38 verbindet die Anode der Diode D9 mit der Plus-Schiene und ein Widerstand R39 verbindet die gleiche Anode mit dem nichfcinvertierenden Eingang des Verstärkers A9. Der invertierende Eingang des Verstärkers A9 ist mit der Anode einer Diode D10 verbunden, deren Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers A9 verbunden ist. u±e ?""de der Diode DIO ist mit der Klemme B verbunden.
Die Fig. 3 zeigt die Schaltung des Absolutwert-Verstärkers 19. Er umfaßt zwei Funktionsverstärker A14 und Al 5. Der Verstärker A14 bewirkt getrennte Halbwellen-Gleichrichtung für negative und positive Eingänge mittels getrennter Rückkopplungsschleifen, und der Verstärker A15 bewirkt um kehrung eines der Ausgangssignale des Verstärkers A14, wobei der Ausgang des Verstärkers A15 und der andere Ausgang des Verstärkers A14 miteinander verbunden sind für die Erzeugung der Steuerspannung des Oszillators 20.
Der invertierende Eingang des Verstärkers A14 ist über einen Widerstand R62 mit der Klemme B verbunden und sein nichtinvertierender Eingang ist über einen Widerstand R63 mit der Erdschiene verbunden. Die Ausgangsklemme des Verstärkers A14 ist mit der Kathode einer Diode D15 verbunden, deren Anode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 14 über einen Widerstand R63 und ferner mit der Anode einer Diode D16
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verbunden ist, deren Kathode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A14 über einen Widerstand R65 verbunden ist. Zwischen den versetzten Null-Klemmen des FunktionsVerstärkers A14 liegt eine Potentiometer, dessen Schieber mit der Minus-Schiene verbunden ist und zum justieren des Ausgangs des Absolutwert-Verstärkers auf Null dient, wenn das Signal an der Klemme B Null ist.
Die Kathode der Diode D16 ist über einen Widerstand R67 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A15 verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang übereinem Widerstand R68 mit der Erdschiene verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand R69 liegt zwischen dem Ausgang und den invertierenden Eingangklemmen des Verstärkers A15. Ein Potentiometer R70 liegt zwischen den versetzten Null-Klemmen des Verstärkers A15 und sein mit der Minus-Schiene verbundener Schieber wird benutzt zum Justieren der toten Zone in der Übertragungscharakteristik des AbsοlutwerbVerstärkers, die sich ergibt, wenn das Signal an der Klemme B nahe Null ist.
Der Oszillator 20 benutzt zwei Funktionsverstärker A16 und A17, von denen der eine als Sägezahnverstärker, der andere als Schmidt-Träger arbeitet. Der nichtinvertierende Einlaß des Verstärkers A16 ist über einen Widerstand R71 mit der Erdschiene verbunden und zwei Widerstände R72 und R73 verbinden den invertierenden Eingang des Verstärkers A16 mit dem Ausgang des Verstärkers A15 bzw. der Anode der Diode D15. Rückkopplung wird bewirkt durch einen Kondensator C4 und eine Diode D17, die zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers A16 parallel zueinander liegen. Mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A16 ist außerdem die Quelle eines η-Kanäle ausweisenden Feldeffekt-Transistors Q4 verbunden, dessen Abfluß über einen Widerstand R74 mit der Plus-Schiene verbunden ist.
Die Ausgangsklemme des Verstärkers A16 ist über einen Wider-
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stand R75 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 verbunden, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R76 mit der Erdschiene verbunden ist. Die Ausgangsklemme des Verstärkers A 17 ist über einen Widerstand R77 mit der Basis eines npn-Transistors Q5 verbunden, dessen Kollektor mit der Erdschiene und dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt 2R in Reihe zwischen der Erdschiene und der Minus-Schiene liegenden Widerständen R78, R79 verbunden. Der Emitter des Transistors Q5 ist mit dem Tor des Feldeffekt-Transistor s Q4 und außerdem über einen Widerstand R8O mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 verbunden. Wenn das Signal an der Klemme B Null ist, so hat der Verstärker A16 nur einen Eingang über den Feldeffekt-Transistor Q4. Wenn dieser eingeschaltet ist (d.h. wenn das Ausgangssignal des Verstärkers A17 einen hohen Wert hat, so daß der Transistor Q5 eingeschaltet ist) fließt Strom durch den Transistor Q4 zu dem virtuellen Erdpunkt des Verstärkers A16 und von diesem Punkt über den Kondensator C4, so daß die Spannung an dem Ausgang des Verstärkers A16 auf einen Wert fällt, der durch die Diode D17 beschränkt ist und genügend niedrig ist, um den Ausgang des Verstärkers A17 auf einen niedrigen Wert zu schalten und dadurch den Transistor Q5 und den Transistor Q4 abzuschalten und eine positive Gleichstromrückkopplung an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 anzulegen. Der Oszillator bleibt in diesem Zustand, bis das Signal an der Klemme B sich von Null ändert, in welchem Fall eine negatives Signal dem invertierenden Eingang des Verstärkers A16 über einen der Widerstände R73, R72 (entsprechend der Polarität des Signals an der Klemme B). Dies wird bewirken, daß das Signal am Ausgang des Verstärkers auf einen Betrag ansteigt, der proportional der Höhe der Spannung an der Klemme B ist, bis der Verstärker A17 schaltet, der Feldeffekt-Transistor Q4
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erneut eingeschaltet wird, und die Ausgangsspannung des Verstärkers A16 erneut fällt bis der Feldeffekt-Transistor Q4 angeschaltet wird. Daher steigt die Frequenz des Ausgangs des Verstärkers A17 mit steigener Spannung des Signals an der Klemme B.
Die Ausgangsklemme des Verstärkers A17 ist ferner über einen Verstärker A81 und einen dazu parallelliegenden Kondensator C5 mit der Basis eines npn-Transistors Q6 verbunden, dessen Emitter mit der Erdschiene und dessen Kollektor über einen Widerstand R82 mit der Plus-Schiene und außerdem mit der Klemme G (d.h. der Taktklemme des Zählers) verbunden. Die Kathode einer Diode D18 ist mit der Basis des Transistors Q6 und ihre Anode mit der Erdschiene verbunden. Im Betrieb besteht Gleichgewicht in der gesamten Steuerschleife, wenn die Last 14 sich in einer solchen Lage befindet, daß der Ausgang des Verstärkers A1 Null ist. In solchem Fall ist der Eingang des Integrator-Verstärkers A3 Null, so daß sein Ausgang einen konstanten Wert hat.
Wenn dannn in dem eD-Eingangssignal eine Schrittänderung stattfindet, ergibt sich eine Schrittänderung im Ausgang des Verstärkers A1. Wenn die Schrittänderung in ÖD in positiver Richtung geht, geht der Ausgang des Verstärkers A1 in negativer Richtung. Der Ausgang des Verstärkers A2 wird daher in negative Richtung gehen, so daß der Zähler 21 in entsprechender Richtung bewegt wird, aber außerdem der Transistor Q3 leitend wird, so daß der Ausgang des Verstärkers A 4 zunächst auf einen geringen positiven Wert festgehalten wird. In diesem Zustand erreicht dieser geringe positive Wert das durch den geringsten Wert betätigte Tor, d.h. dieser geringe positive Wert veranlaßt den Verstärker A9 eine Quelle eines vom Verstärker A1 abzusenkenden Stroms, so daß die Spannung an der Klemme B nur auf einen geringen negativen Wert fällt, der dem geringen positiven Wert entspricht. Dieser positive Wert ist so gewählt, daß er einer Frequenz des Oszillators entspricht, die etwa der Hälfte
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der Frequenz für den maximalen Antrieb des Motors entspricht.
Die Minimum-Sehrittrate, die dem vorgenannten geringen negativen Wert entspricht, wird bestimmt durch die Widerstände R84 und R85, wobei in der Praxis der Widerstand von R85 halb so groß ist wie der von R84. Wenn der Ausgang des Verstärkers R2 seine volle negative Grenze erreicht, beträgt die Spannung an der Klemme C Null Volt. Der Widerstand R84 bewirkt daher, daß der Ausgang des Verstärkers A5 auf einen hohen positiven Wert ansteigt. Dadurch wird der Ausgang des Verstärkers A3 langsam negativ (über Transistor Q3, Diode D5 und Widerstand R28) so daß der Ausgang des Verstärkers A4 langsam positiv wird, bis die Schleife in Gleichgewicht kommt mit dem auf niedrigem positiven Ttfert liegenden Ausgang des Verstärkers A4„
Bei einer stu^ -'eise negativen Änderung der Stellung des "Bedarfs"-Signals ©D steigt der Ausgang des Verstärkers A2 an, der Strom durch den Verstärker R27 schaltet auf den Transistor Q4 und der Ausgang der Klemme C ist ganz positiv. Der Widerstand R85 zieht so den Eingang des Verstärkers A5 ins Positive, so daß sein Ausgang sehr ins Negative geht. Dadurch ergibt sich ein positives AusschaIgen des Ausgangs des Verstärkers A3 und ein negatives Ausschlagen des Ausgangs des Verstärkers A4 bis ein Gleichgewicht bei niedrigem negativem Ausgangswert erreicht wird. Nach einer Änderung des Bedarfs um einen positiven Schritt beginnt der Ausgang des Verstärkers A4, wie oben erläutert, bei einem niedrigen positiven Wert und der Motor beginnt zu laufen, so daß der Ausgang ΘΑ des Rückkopplungssignalgenerators negativ ausschlägt. Das bewirkt, daß der Ausgang des Verstärkers A4 positiv
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ausschlägt, so daß dessen Festhalten überwunden wird. Das bewirkt, daß das Signal an der Klemme B zum Negativen abfällt über die durch niedrigsten Absolutwert gesteuerte Torschaltung 16. Das negativ ausschlagende Signal bei B würde dazu führen, daß der Ausgang des Verstärkers A3 positiv ausschlägt, jedoch ist der Negativausschlag ΘΑ schneller als der positive Ausschlag des Ausgangs des Verstärkers A3 (Integrator-Zeitkons tan te '*■· Zeitkonstante des Motorrückkopplungssignal-Erzeuger), so daß positive Rückkopplung erzeugt wird und der Ausgang des Verstärkers A4 exponentielle ansteigt.
Wenn die Anstiegstufe der Schrittbewegung einen bestimmten Wert (der durch nicht dargestellte Kondensatoren in den Eingängen der Verstärker A7 und A9 bestimmt wird) erreicht, würde die Anstiegstufe des B-Signals sich asymptotisch einem vorbestimmten Wert nähern, der ein wenig größer ist als die vorbestimmte maximale Schrittstufe· Wenn der Ausgang des Verstärkers A4 eine vorbestimmte Höhe (z.B„ 4,5V) erreicht, wird jedoch der Transistor Q2 abgeschaltet und die Geschwindigkeit ist somit durch diesen Transistor Q2 begrenzt.
Wenn die Last 14 sich einer bestimmten gewünschten Stellung nähert, so steigt der Ausgang des Verstärkers A1 von seinem größten negativen Wert, bis er sich dem Wert Null genügend weit nähert, um die durch den niedrigsten Absolutwert gesteuerte Torschaltung 16 zu "gewinnen" und den Integratoreingang auf Null zurückzubringen.
Eine entsprechende Folge ergibt sich nach einer negativen Stufenänderung des Bedarfssignals ©D.
Wenn die Last 14 des Motors 13 derart ist, daß er aus dem Schritt fällt, so fällt die Nachführstufe von ΘΑ ab. Da der Verstärker A3 stets schnell nachfeführt wird, wird die Nachführstufe des Ausgangs des Integrators A3 jetzt größer,
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so daß der Ausgang des Verstärkers A4 vermindert wird und zurückfällt auf die Größe der Einzugsspannung. Der Motor resynchronisiert sich dann zum Wiederherstellen der positiven Rückkopplungs s chlei fe.
Der beschriebene Schaltkreis steuert somit automatisch den Schrittmotor derart, daß er die optimale Arbeitsleistung während der Beschleunigung und einen konstanten Lauf hat und außerdem automatisch ein Ausfallen, das bei starker Belastung des Motors eintreten kann, ermittelt und korrigiert.
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Claims (1)

  1. COHAUSZ & FLORACK 303591
    PATENTANWALTS BÜRO
    SCHUMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF
    Telefon: (0211) 6833 46 Telex:08586513 cop d
    PATENTANWÄLTE:
    Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl-Ing. R. KNAUF · DipL-lng. H. B. COHAlISZ ■ Dipl-Ing. D. H. WERNER
    Anspruch:
    Steuerschaltung für einen Schrittmotor, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Elemente aufweist: einen elektrischen Integrator (10), der ein vom Zeitintegral seines Eingangssignals abhängiges Signal erzeugt, einen ersten Fehlersignal-Erzeuger (11), der mit dem Ausgang des Integrators (10) und mit dem Ausgang eines Wandlers (12) verbunden ist, der entsprechend dem Wert eines sich mit der Drehung der Welle des Schrittmotors (13) ändernden Parameters ändert und ein erstes Fehlersignal erze"atf das abhängt von der Differenz der Ausgehjssignale von Integrator (10) und Wandler (12), einen zweiten Fehlersignal-Erzeuger (15), durch den der Wert des Parameters - wie er durch den Wandler (12) repräsentiert wird - mit einem vorbestimmten Wert verglichen und ein der Differenz der beiden Werte entsprechendes zweites Fehlersignal erzeugt wird, einen mit den beiden Fehlersignal-Erzeugern (11, 15) und mit dem Integrator (10) verbundenen Selektor (16), der von den beiden FehlerSignalen dasjenige auswählt, das den kleinsten absoluten Wert hat und es dem Eingang des Integrators (10) zuführt, eine Vorrichtung zum Rückstellen des Integrators (10), die an den Integrator (10) ein zusätzliches Signal gibt, das sich nicht-linear mit dem Ausgangssignals des ersten Fehlersignal-Erzeugers (11) ändert, wobei das Maß der
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    C/w.
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    Änderung des Ausgangssignals des Integrators (10) entsprechend dem Wert des ersten Fehlersignals begrenzt ist, eine impulserzeugende Vorrichtung (20), die mit dem Ausgang des Selektors (20) verbunden ist, und ein Ausgangssignal erzeugt, das durch das Ausgangssignal des Selektors (16) bestimmt wird, und einen Stromkreis für den Antrieb des Schrittmotors (13) , der mit dem Impulsgenerator verbunden ist und Antriebsimpulse für den Schrittmotor (13) liefert.
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