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DE2258862A1 - CONTROL CIRCUIT FOR RAPID EXCITATION OF ELECTROMAGNETIC SYSTEMS, IN PARTICULAR OF A STEPPER MOTOR - Google Patents

CONTROL CIRCUIT FOR RAPID EXCITATION OF ELECTROMAGNETIC SYSTEMS, IN PARTICULAR OF A STEPPER MOTOR

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Publication number
DE2258862A1
DE2258862A1 DE19722258862 DE2258862A DE2258862A1 DE 2258862 A1 DE2258862 A1 DE 2258862A1 DE 19722258862 DE19722258862 DE 19722258862 DE 2258862 A DE2258862 A DE 2258862A DE 2258862 A1 DE2258862 A1 DE 2258862A1
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arrangement according
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coil
comparator
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DE19722258862
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Inventor
Gerhard Mutz
Manfred Sieber
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Binder Magnete GmbH
Original Assignee
Binder Magnete GmbH
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Publication date
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Priority to IT5306273A priority patent/IT1008571B/en
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/12Control or stabilisation of current

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

Steuerschaltung zur Schnellerregung elektromagnetischer Systeme, insbesondere eines Schrittmotors Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zur Schnellerregung elektromagnetischer Systeme, insbesondere eines durch elektrische Impulse fort schaltbaren Schrittmotors, dessen Rotor durch Erregung einzelner von mehreren räumlich gegeneinander versetzt angeordneten Statorspulen fortschaltbar ist, die mit einer Spannungsquelle über Leistungstransistoren verbindbar sind, welche nache inander von ainem Impulsgenerator über einen Impulsvertiler angesteuert werden.Control circuit for high-speed excitation of electromagnetic systems, in particular of a stepping motor The invention relates to a control circuit for high-speed excitation electromagnetic systems, in particular one that can be switched on by electrical impulses Stepper motor, the rotor of which is spatially opposed to one another by exciting individual of several staggered stator coils can be switched forward with a voltage source Can be connected via power transistors, which one after the other from a pulse generator can be controlled via an impulse distributor.

Bei derartigen Schrittmotoren wird der Rotor dadurch in Drehung versetzt, dass die räumlich gegneinander versetzt angeordneten Statorspulen zeitlich nacheinander über eine bestimmte Zeitdauer ein Magnetfeld erzeugen.With such stepper motors, the rotor is set in rotation, that the stator coils, which are spatially offset from one another, are arranged one after the other in time Generate a magnetic field over a certain period of time.

Die dynamischen Eigenschaften dieser Schrittmotoren hagen in starkem Masse von der Steuerschaltung ab. Werden z03. :rosse Schrittfrequenzen verlangt, so nüssen die Spulen in sehr kurzer Zeit erregt und entregt werden, um einen raschen Drehmomentenanstieg und -abfall zu erreichen.The dynamic properties of these stepper motors are strong Ground from the control circuit. Will z03. : high step frequencies required, so the coils in very nutshell get excited and de-excited for a short time, to achieve a rapid increase and decrease in torque.

Dem erforderlichen schnellen Stromanstieg und -abfall steht nach der Lenz schen Regel die Selbstinduktion der Spule entgegen. Um den Aufbau des Magnetfeldes zu beschleunigen, d.h. also die Anstiegszeit zu verkürzen, sind schon sog. Schnellerregungsschaltungen bekannt geworden, bei welchen zunächst eine höhere als die erforderliche Betriebsnennspannung an die Spule gelegt wird.The required rapid rise and fall in electricity is based on the Lenz's rule opposes the self-induction of the coil. To build up the magnetic field To accelerate, i.e. to shorten the rise time, are already so-called fast excitation circuits become known, in which initially a higher than the required nominal operating voltage is placed on the coil.

Hierdurch wird die Stromanstiegszeit di/dt verbessert.This improves the current rise time di / dt.

Beispielsweise kann zu diesem Zweck mit der Spule ein von einem Kondensator überbrückter Vorwiderstand in Reihe geschaltet werden. Während der Vorwiderstand nach der Beziehung # = L/R die elektrische Zeitkonstante verkleinert, überbrückt der Kondensator im Zeitpunkt des Einschaltens den Vorwiderstand Rv, so dass an der Spule zunächst die volle Betriebsspannung liegt. Nach Aufladen des Kondensators fällt an Vorwiderstand die Differenzspannung zwischen Jennspannung und der Überspannung ab.For example, a capacitor can be used with the coil for this purpose bridged series resistor can be connected in series. During the series resistor according to the relationship # = L / R the electrical time constant is reduced, bridged the capacitor at the time of switching on the series resistor Rv, so that at the Coil is initially at full operating voltage. After charging the capacitor the differential voltage between Jenn voltage and the overvoltage falls across the series resistor away.

Ferner besteht die Möglichkeit, zwei unterschiedlich hohe Betriebsspannungen vorzusehen, nämlich eine höhere Schnellerregungsspannung und eine zulässige Botricbsnennspannung, die mit Hilfe eines mit einem Zeitglied gesteuerten Schaltors nacheinander an die Spule gelegt werden.There is also the option of using two different operating voltages to be provided, namely a higher high-speed excitation voltage and a permissible nominal voltage, with the help of a switch gate controlled by a timer one after the other to the Coil.

Die Mehrzahl der bisher bekannt gewordenen Schaltungen haben den Nachteil, dass sie trotz erheblichen Aufwandes nur die Spannung, nicht dagegen die wichtigste Grösse, nämlich den Spulenstroa, regeln. Bei Verwendung von Vorwiderständen fällt an dieson eine beträchtliche Verlustleistung ab, wodurch der Wirktingsgrad verschlechtert wird und das Netzteil eine hohe Dauerleistung liefern muss.The majority of the circuits known so far have the disadvantage that in spite of the considerable effort, you only have the tension, not the most important Regulate the size, namely the coil current. When using series resistors falls on this from a considerable power loss, whereby the efficiency deteriorates will and the power supply must deliver a high continuous output.

Schliesslich ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zur Erhöhung der Schrittfrequenz derartiger Schrittmotoren ebenso wichtig, dass die in der Spule gespeicherte magnetische Energie E = 1/2 LI² in sehr kurzer Zeit abgebaut wird, um hierdurch einen raschen Drehmomenrenabfall beim Ausschalten der jeweiligen Spule zu erreichen. Problematisch ist hierbei, dass als Schaltglieder Transistoren verwendet werden, die nur begrenzte Abschaltspannungen zulassen. Da die Höhe der Abschaltspannung nach der C-leichung u = - L. di/dt der Abschaltzeit umgekehrt proportional ist, kann sie bei kurzer Abschaltzeiten ohne weiteres Werte erreichen, die zur Zerstörung des Transistors führen. Es kommt also bei derartigen Schaltungen auch darauf an, trotz Verkürzung der Abschaltzeiten die Abschaltspannungen in ihrer llöhe zu begrenzen.Finally, it is to improve the efficiency and to increase it The step frequency of such stepper motors is just as important as that in the coil stored magnetic energy E = 1/2 LI² is reduced in a very short time, This results in a rapid drop in torque when the respective coil is switched off to reach. The problem here is that transistors are used as switching elements that only allow limited switch-off voltages. Because the level of the cut-off voltage according to the C-calibration u = - L. di / dt is inversely proportional to the switch-off time, With short switch-off times, it can easily reach values that lead to destruction of the transistor lead. With such circuits it is also important, to limit the disconnection voltages in their llöhe despite the shortening of the disconnection times.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung zu schaffen, die bei Vermeidung der oben erwähnten Nachteile eine Erhöhung des Wirkungsgrades sowie der Schrfttfrequenzen der zu steuernden Schrittmotoren ermöglicht, wobei nicht die Spulenspannung sondern der Spulenstrom geregelt werden soll.The present invention is based on the object of a control circuit to create an increase in efficiency while avoiding the disadvantages mentioned above as well as the Schrfttfrequenzen of the stepper motors to be controlled allows, but not the coil voltage but the coil current is to be regulated.

An sich ist eine Schaltung bekennt, bei welcher der Mittelwert des Motorstromes mit Hilfe eines Zweipunktkonstantstromreglers zwischen zwei Werten konstant gehalten wird.In itself, a circuit is known in which the mean value of the Motor current between two values with the help of a two-point constant current controller is kept constant.

Die bekannte Schaltung ist jedoch sehr aufwendig und damit kostspielig 9 da für die Regelung gesonderte Baugruppen erforderlich sind.However, the known circuit is very complex and therefore expensive 9 because separate assemblies are required for the control.

Diese Schaltung wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch wesentlich vereinfacht, dass die im Motorstromkreis gelegsnen Leistungstransistoren sowohl zum Umschalten der jeweiligen Statorspule als auch zur Zweipunktkonstantstromregelung tagesteuert, also unter Verzicht auf zusätzliche Steuerglieder unmittelbar zur Stronregelung herangezogen werden0 Die Zweipunktregelung bewirkt, dass die Transistorverlustleistung verglichen mit der Verlustleistung eines stetigen Reglers geringer ist, da der jeweilige Beistungstransistor entweder voll leitend oder voll gesperrt ist Da beim Einschalten die volle Betriebs spannung an der Spule liegt, die ein mehrfaches der Nennspannung ist, steigt der Spulenstrom nach einer e-Funktion steil an. Dl;rch die Stromregelung wird er begrenzt, wenn der vorgeschriebene Nennstrom erreicht ist0 Von diesem Zeitpunkt ab wird der Strom in kurzen Intervallen ab- und angeschaltet, I'zerhackt", so dass sich auf Grund der Induktionswirkung der Spule ein konstanter Gleichstrom ergibt, dem ein in seiner Wirkung nicht nachteiliger Strom relativ geringer Welligkeit, die durch die Hysteres des Zweipunktreglers bedingt ist, überlagert ist.This circuit becomes essential to the present invention Simplified that the power transistors in the motor circuit both for switching over the respective stator coil as well as for two-point constant current control day-controlled, that is, without additional control elements, directly for current regulation 0 The two-point control causes the transistor power loss compared to the power loss of a continuous controller is lower because the respective The auxiliary transistor is either fully conductive or fully blocked when switching on the full operating voltage is applied to the coil, which is a multiple of the nominal voltage the coil current rises steeply according to an exponential function. Dl; rch the current control it is limited when the prescribed nominal current is reached0 from this point in time from the current is switched off and on in short intervals, I'm chopped "so that the induction effect of the coil results in a constant direct current, to which a current that is not detrimental in its effect has a relatively low ripple, which is caused by the hysteresis of the two-position controller, is superimposed.

Falls in vorgeschlagener Weise die Leistungstransistoren zur Stromregelung herangezogen werden, wird empfohlen, diese über ein UNG-Gatter anzusteuern, deren erstes Gate jeweils mit dem Impulsverteiler und deren zweites Gate jeweils mit dem Ausgang eines Komparators verbunden sind, welcher die Endstufentransistoren derart steuert, dass sie bei Erreichen des Nennstromes in der oben erläuterten Weise geöffnet und geschlossen werden0 Zu diesem Zweck liegt an dem ersten Eingang des Komparators eine als Referenzspannung wirkende konstante Soll-Spannung und am zweiten Eingang eine dem Statorspulenstrom proportionale Ist-Spannung.If in the proposed way the power transistors for current regulation are used, it is recommended to control them via a UNG gate, whose first gate each with the pulse distributor and its second gate each with the Output of a comparator are connected, which the output stage transistors in such a way controls that it opens in the manner explained above when the rated current is reached and are closed0 For this purpose is applied to the first input of the comparator a constant target voltage acting as a reference voltage and at the second input an actual voltage proportional to the stator coil current.

Ein besonderer Vorteil dieser Schaltung ist, dass zur Regelung des Spulenstromes und damit zur Einstellung des Motordrehmoments lediglich die Reforenzspannung verändert zu werden braucht.A particular advantage of this circuit is that to control the Coil current and thus for setting the Engine torque only the reference voltage needs to be changed.

Zur Erzegung des gewünschten Hystereseverhaltnes kann der ausgang des Komparators mit seinem zweiten Eingang über einen Mitkopplungswiderstand verbunden sein, wodurch sich die angestrebte Zweipunktregelung ergibt. Beispielsweise kann die Schaltung so ausgelegt sein, dass dem Statorspulenstrom ein welliger Strom mit einer Frequenz von z.B.To produce the desired hysteresis behavior, the output of the comparator is connected to its second input via a positive feedback resistor which results in the desired two-point control. For example, can the circuit can be designed so that the stator coil current has a ripple current a frequency of e.g.

5 kHz überlagert ist.5 kHz is superimposed.

Bin besonders einfacher Schaltungsaufbau ergibt sich, wenn, wie ferner vorgeschlagen wird, die Emitter der Beistungstransistoren mit der Spannungsquelle über einen gemeInsamen Emitterwiderstand verbunden sind, an welchem die ist Spannung für den Komparator abgegriffen wird0 Bei dieser Schaltungsanordnung erzeugt der durch jede Spule fliessende Strom an dem gemeinsamen Widerstand eine Ist-Spannung, die im Komparator mit der Sofl-$pannung verglichen wird.A particularly simple circuit structure results if, as further it is proposed that the emitter of the auxiliary transistors with the voltage source are connected across a common emitter resistor at which the voltage is for the comparator is tapped 0 In this circuit arrangement, the current flowing through each coil at the common resistor an actual voltage, which is compared with the soft voltage in the comparator.

Ist die Ist-Spannung kleiner als die Soll-Spannung, so wird der mittels des Impulsverteilers ausgewählte Leistungstransistor leitend. Der Spulenstrom steigt folglich an, wodurch die am Emitterwiderstand anfallende Ist-Spannung vergrössert wird. Hat die Ist-Spannung die Soll-Spannung erreicht, wird der jeweilige Endstufentransistor gesperrt.If the actual voltage is lower than the target voltage, the means of of the pulse distributor selected power transistor conductive. The coil current increases consequently on, which increases the actual voltage occurring at the emitter resistor will. If the actual voltage has reached the target voltage, the respective output stage transistor becomes locked.

Erst wenn die Ist-Spannung um eine durch den Mitkopplungswiderstand bestimmte Grösse gegenüber der Referenzspannung gesunken ist, wird der Leistungstransistor wieder geöffnet und der erläuterte Vorgang wiederholt sich von neuem.Only when the actual voltage has increased by one through the positive feedback resistor the power transistor becomes reopened and the explained process is repeated anew.

Da bei dieser Schaltungsanordnung die an dem gemeinsamen Emitterwiderstand abfallende Spannung bei geschlossenem Leistungstransistor «,u Null wird, ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung zwischen dem Emitterwiderstand und dem zweiten Eingang, des Komparators eine Nachbildung der Induktivität angeordnet. Sie bewirkt, dass die am zweiten Eingang des Komparators liegende Ist-Spannung ähnlich wie der Spulenstrom nach einer e-Funktion abfällt, so dass der Leistungstransistor nicht sofort wieder geöffnet wird.Since in this circuit arrangement the at the common emitter resistor falling voltage with the power transistor closed «, u becomes zero, is after another proposal of the invention between the emitter resistor and to the second input, the comparator, a replica of the inductance is arranged. she causes the actual voltage at the second input of the comparator to be similar as the coil current drops after an exponential function, so that the power transistor is not opened again immediately.

Tn an sich bekannter Weise besteht die Nachbildung aus zwei im Längszweig angeordneten Ohm schen Widerständen und einem Kondensator im Querzweig.In a manner known per se, the simulation consists of two in the longitudinal branch arranged ohmic resistors and a capacitor in the shunt arm.

Wie eingangs bereits erwähnt, ist es bei derartigen Schaltungen ferner wichtig, dass die Abschaltspannungen auf für den Transistor ungefährliche Werte begrenzt werden.As already mentioned at the beginning, this is also the case with such circuits It is important that the cut-off voltages are safe for the transistor be limited.

Um dies zu erreichen , sind bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung zwischen den Kollektoren und den Basen der Leistungstransistoren Zenerdioden angeordnet, die zusammen nib den Leistungstransistoren als gesteuerte Freilarfdioden wirken.In order to achieve this, in the exemplary embodiment according to the invention Circuit between the collectors and the bases of the power transistors Zener diodes arranged, which together nib the power transistors as controlled Freilarfdioden works.

Durch sie wird die in der Spule gespeicherte magnetische Energie in kurzest möglicher Zeit abgebaut.It turns the magnetic energy stored in the coil into dismantled in the shortest possible time.

Andererseits ist es beim Regeln des Spulenstromes in erfindungsgemässer Weise nicht zweckmässig, wenn der Strom zu rasch abfällt, wie es die Kombination von Leistungstransistor und Zenerdiode bewirkt, da in diesem Fall der Transistor die meiste Zeit eingeschaltet ist, weil die durch die Schnellentregung abgeführte Energie der Spule ersetzt werden muss. Dies würde zu einer relativ hohen Leistungsertnahme aus dem Netzteil führen.On the other hand, it is in accordance with the invention when regulating the coil current It is not practical if the current drops too quickly, as is the case with the combination caused by power transistor and zener diode, as in this case the transistor is switched on most of the time because the dissipated by the rapid de-energization Energy of the coil needs to be replaced. This would result in a relatively high output gain out of the power supply.

Um dies zu verhindern, wird mit der Erfindung ferner eine sog, Löschaltung vorgeschlagen, die beim hochfrequenten Ein- und !.usschalten der Regeleinrichtung einen langsamen Abbau der in der Spule gespeicherten F,nergie bewirkt und nifr beim Wechsel von einer Statorspule zur anderen einen schnellen Abbau durch die dann wirksame Kombination aus Zenerdiode und Leistungstransistor ermöglicht.In order to prevent this, the invention also provides a so-called erase circuit proposed that the high-frequency switching on and off the control device a slow one The F, nergy stored in the coil is reduced and no rapid degradation when changing from one stator coil to the other which then enables an effective combination of Zener diode and power transistor.

Diese Löschaltungen bestehen aus parallel zu den Statorspulen angeordneten vom Impulsverteiler gesteuerten Halbleitern, die in Reihe mit einer für den Abschaltstrom der Spule in Durchlassrichtung angeordneten Diode geschaltet sind. Als gesteuerte Halbleiter-eignen sich z.3. Transistoren, Thyristoren oder dergl. Schaltelemente, bei welchen evtl. auf die Anwendung der Diode verzichtet werden kann Diese Schaltelemente sind, gesteuert vom Impulsverteiler, solange leitend, wie der jeweilige Leistungstransistor vom Impulsverteiler angesteuert ist, Der jeweilige Leitungstransistor ist beim Abschalten durch den Impulsverteiler infolge der entstehenden Selbstinduktionsspannung der Spule über die zwischen Kollektor und Basis angeordnete Zenerdiode zur Schnellentregung nur soweit gesperrt, dass die zulässige Kollektor-Emitterspannung nicht überschritten wird.These quenching circuits consist of arranged parallel to the stator coils semiconductors controlled by the pulse distributor, in series with one for the cut-off current the coil are connected in the forward direction arranged diode. As controlled Semiconductors are suitable e.g. Transistors, thyristors or similar switching elements, in which the use of the diode can possibly be dispensed with These switching elements are, controlled by the pulse distributor, conductive as long as the respective power transistor is controlled by the pulse distributor, the respective line transistor is when switching off through the impulse distributor as a result of the self-induced voltage of the Coil over the Zener diode arranged between the collector and the base for quick de-excitation only blocked to the extent that the permissible collector-emitter voltage is not exceeded will.

Die mit der Erfindung vorgeschlagenen Massnahmen eignen sich nicht nur für fortschaltbare Schrittmotoren, sondern sind grundsätzlich zur Schnellerregung- bzw. -entregung elektromagnetischer Systeme, z.B. auch für Elektromagneten geeignet, die zu Steuerzwecken heute im grossen Umfang erforderlich sind.The measures proposed by the invention are not suitable only for switchable stepper motors, but are basically for high-speed excitation or de-excitation of electromagnetic systems, e.g. also suitable for electromagnets, which are now required on a large scale for tax purposes.

Ger Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltbildes einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung erläutert.Ger subject of the invention is below with reference to one in the drawing illustrated circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention.

Die gesteuerten Statorspulen S1, S2 und S3 sind jeweils über die Leistungstransisitoren T1, T2 und T3 und den gemeinsamen Emitterwiderstand RE mit den Anschlussklemmen B1 und B2 einer Gleichspannungsquelle verbunden, die beispielsweise aus einem Graetz-Gleichrichter besteht. Zur Ansteuemng der Leistungstransistoren ist eine sog. Steuerlogik SL vorgesehen, die im wesentlichen aus einem nicht dargestellten Impulsgenerator und einem Impulsverteiler besteht. Die Ausgänge der Steuerlogik sind jeweils mit einem Gate g21, g31, der jeweiligen UD-Gatter G1, G2 bzw. G3 verbunden, deren Ausgänge g12, g22 bzw. g32 zu den Basen der Leistungstransistoren TI, T2 und T3 führen. Die verbleibenden Gates g13, g23 bzw. g33 sind mit dem Ausgang K3 des Komparators K verbunden, dessen beiden Eingängen Kl bzwa K2 einerseits die Referenz spannung URef und andererseits die an dem gemeinsamen Emitterwiderstand RE abfallende Ist-Spannung UI zugeführt wird0 Zwischen dem zweiten Eingang K2 des Komparators und dem Emitterwiderstand RE ist ein X-Glied mit den Widerständen R1 und R2 um Längszweig und dem Kondensator Cl im Querzweig angeordnet, Dieses T-Glied stellt eine Nachbildung der Induktivität der Statorspulen S1, S2 bzw S3 dar. Es bewirkt, dass bei gesperrten Transistoren Tl, T2 bzwO T3 die Eingangsspannung an der Klemme S2 des Komparators ähnlich wie der Strom einer der Statorspulen nach einer e-Funktion abfällt.The controlled stator coils S1, S2 and S3 are each via the power transistors T1, T2 and T3 and the common emitter resistor RE with the connection terminals B1 and B2 of a DC voltage source connected, for example from a Graetz rectifier consists. A so-called control logic SL is provided to control the power transistors. which essentially consist of a pulse generator (not shown) and a pulse distributor consists. The outputs of the control logic are each connected to a gate g21, g31, the respective UD gates G1, G2 and G3 are connected, the outputs of which are g12, g22 and g32 lead to the bases of the power transistors TI, T2 and T3. The remaining gates g13, g23 and g33 are connected to the output K3 of the comparator K, both of which Inputs Kl or K2 on the one hand the reference voltage URef and on the other hand the Actual voltage UI falling across the common emitter resistor RE is supplied0 Between the second input K2 of the comparator and the emitter resistor RE is an X element with the resistors R1 and R2 around the series branch and the capacitor Cl arranged in the cross arm, this T-link represents a simulation of the inductance of the stator coils S1, S2 or S3. It has the effect that when the transistors are blocked Tl, T2 or T3 the input voltage at terminal S2 of the comparator similar to the current of one of the stator coils drops according to an exponential function.

Ferner ist zwischen dem Eingang K2 des Komparators und seinem Ausgang K3 ein Mitkopplungswiderstand RH vorgesehen, der das eingangs erläuterte Hystereseverhalten der Strom regelung bewirkt.Furthermore, there is between the input K2 of the comparator and its output K3 a positive feedback resistor RH is provided that the hysteresis behavior explained at the beginning which controls the current.

Dem Abbau der in den Spulan gespeicherten magnetischen Energie dienen bein hochfrequenten Ein- und Ausschalten, d.h.Serve to reduce the magnetic energy stored in the coil when switching on and off at high frequency, i.e.

also beim Regeln des Stromes durch den Zweipunktregler, Löschanordnungen, die aus den Transistoren T4, T5, und T6 und den mit diesen in Reihe geschalteten Dioden D4, D5 und D6 bestehen, wobei letztere einen Inverabetrieb der Transistoren T4, T5 und T6 verhindern. Die Transistoren T4, T5 und T6 werden über Potentialausgleichsschaltungen n, P2 bzw. P3 von der aus Impulsgeber und -verteiler bestehenden Steuerlogik SL derart angesteuert, dass sie nur leitend sind, wenn die zugehörigen Leistungstransistoren T1, T2 bzw. T3 vom Impulsverteiler angesteuert sind.i.e. when regulating the current through the two-position controller, Extinguishing orders, those from the transistors T4, T5, and T6 and those connected in series with them Diodes D4, D5 and D6 exist, the latter inversely operating the transistors Prevent T4, T5 and T6. The transistors T4, T5 and T6 are connected via equipotential bonding circuits n, P2 or P3 from the control logic SL, which consists of a pulse generator and distributor driven in such a way that they are only conductive when the associated power transistors T1, T2 and T3 are controlled by the pulse distributor.

Wird der zugehörige Leistungstransistor, z.B. der Transistor T1, von der Regeleinrichtung in der erläuterten Weise angeschaltet, so keim die in der Spule S1 gespeicherte magnetische Energie über den geöffneten Transistor T4 und die nunmehr in Durchlassrichtung liegende Diode D4 abgebaut werden0 Bei Ansteuerung des nächsten Transistors, z.B. des Transistors T2, dagegen ist der Transistor T4 wieder gesperrt, so dass die in der Spule 51 gespeicherte mqnetische Energie über den Transistor T1 abgebaut wird.If the associated power transistor, e.g. the transistor T1, of the control device is switched on in the manner explained, so that germs in the coil S1 stored magnetic energy through the open transistor T4 and the now Diode D4 lying in the forward direction are dismantled 0 when the next one is activated Transistor, e.g. of transistor T2, on the other hand transistor T4 is blocked again, so that the magnetic energy stored in the coil 51 passes through the transistor T1 is dismantled.

Claims (9)

Patentansprüche Claims Steuerschaltung zur Schnellerregung elektromagnetischer Systeme, insbesondere für einem durch elektrische Impulse fort schaltbaren Schrittmotor, dessen Rotor durch Erregung einzelner von mehreren räumlich gegeneinander versetzt angeordneten Statorspulen fortschaltbar ist, die mit einer Spannungsquelle über Leistungstransistoren verbindbar sind, welche nacheinander von einem Impulsgenerator über einen Impulsverteiler angesteuert werden, wobei der Mittelwert des Statorspulenstro!iies mit Hilfe einer Zweipunktkonstantstromregelung konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungstransistoren (T1, T2, T3), obwohl zum Umschalten der jeweiligen Statorspule als auch zur Zweipunktkonstantstromregelung angesteuert werden.Control circuit for high-speed excitation of electromagnetic systems, in particular for a stepper motor that can be switched on by electrical impulses, its rotor by excitation of some of several that are spatially offset from one another Stator coils can be switched to a voltage source via power transistors can be connected, which one after the other from a pulse generator via a pulse distributor are controlled, the mean value of the stator coil current using a Two-point constant current control is kept constant, characterized in that the power transistors (T1, T2, T3), although for switching over the respective stator coil as well as for two-point constant current control. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungstransistoren (T1, T2, T3) über UND-Gatter (G1, G2, G3) angesteuert werden, deren erstes Gate (g11, g21, g31) jeweils mit dem Impulsverteiler und deren zweites Gate (g13, g23, g33) jeweils mit de ausgang (K3) eines Komparators (K) verbunden sind, an dessen ersten Eingang (K1) eine als Referenz spannung (URef) wirkende konstante Soll-Spannung und an dessen zweiten Eingang (K2) eine dem Statorspulenstrom proportionale Ist-Spannung an liegt.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the power transistors (T1, T2, T3) controlled via AND gates (G1, G2, G3) whose first gate (g11, g21, g31) each with the pulse distributor and their second gate (g13, g23, g33) each connected to the output (K3) of a comparator (K) are, at the first input (K1) is a reference voltage (URef) acting constant Setpoint voltage and at its second input (K2) one proportional to the stator coil current Actual voltage is present. 3o . Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzspannung zur Spulenstromregelung veränderbar ist0 3o. Circuit arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that that the reference voltage for coil current regulation can be changed 0 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (K3) des Komparators (K) mit seinem zweiten Eingang (E2) zur Erzeugung eines Hystereseverhaltens über einen Mitkopplungswiderstand (Rg) verbunden ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the output (K3) of the comparator (K) with its second input (E2) to generate a hysteresis behavior a positive feedback resistor (Rg) is connected. 5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitter der Leistungstransistoren (T1, T2, T3) mit der Spannungsquelle (B) über einen gemeinsamen Emitterwiderstand (RE) verbunden sind, an welchem die Ist-Spannung (UI) für den Komparator (K) abgegriffen wird.5. Circuit arrangement according to claims 2, 3 or 4, characterized in that that the emitters of the power transistors (T1, T2, T3) with the voltage source (B) are connected via a common emitter resistor (RE) to which the Actual voltage (UI) for the comparator (K) is tapped. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Eingang (K2) des Komparators (K) und dem gemeinsamen Emitterwiderstand (RE) zur Nachbildung der Spulenindulrt;iv,itäten ein T-Glied, bestehend aus zwei Ohm'schen Widerständen (R1,'R2) im Längszweig und einem Kondensator (C1) im Querzweig, an geordnet ist.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that between the second input (K2) of the comparator (K) and the common emitter resistor (RE) to simulate the coil inductance; iv, it would be a T-link consisting of two Ohmic resistances (R1, 'R2) in the series branch and a capacitor (C1) in the shunt branch, is arranged. 7., Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schnellentregung der Statorspulen (51,52,53) zwischen den Basen und den Kollektoren der Leistungstransistoren (T1, T2, T3) Zenerdioden (Dl,D2,D3) angeordnet sind.7. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that for quick de-energization of the stator coils (51,52,53) between the bases and the collectors of the power transistors (T1, T2, T3) Zener diodes (Dl, D2, D3) are arranged. 8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Statorpulsen (S1, S2, S3) jeweils ein vom Impulsverteiler gestenerter Halbleiter, insbesondere ein Transistor (T4, T5, T6), in Reihe mit einer Diode (D4, D5, D6) angeordnet ist.8. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that parallel to the Stator pulses (S1, S2, S3) each have a semiconductor that is starred by the pulse distributor, in particular one Transistor (T4, T5, T6), is arranged in series with a diode (D4, D5, D6). 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der parallel zu der jeweiligen Statorspule (S1, S2, S3) angeordnete gesteuerte Halbleiter (T4, T5, T6) solange leitend ist, wie die Statorspule (S1, S2, S3) vom Implusverteiler angesteuert ist, und dass der jeweilige Leistungstransistor beim Abschalten durch den Impulsverteiler infolge der entstehenden Selbstinduktionsspannung der Spule über die zwischen Kollektor und Basis angeordnete zenerdiode (D1, D2, D3) zur Schnellentragung zur soweit gesperrt ist, dass die zulässige Kollektor-Emitterspannung nicht überschritten wird.9. Circuit arrangement according to claim 7 and 8, characterized in that that the controlled parallel to the respective stator coil (S1, S2, S3) arranged Semiconductor (T4, T5, T6) is conductive as long as the stator coil (S1, S2, S3) from Pulse distributor is controlled, and that the respective power transistor at Shutdown by the pulse distributor as a result of the self-induction voltage generated the coil via the zener diode (D1, D2, D3) is blocked for rapid transfer to the extent that the permissible collector-emitter voltage is not exceeded.
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