Способ управления многофазным шаговым двигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P8/04 

113

Изобретение относится к области управления электрическими машинами и может быть использовано в нереверсивном шаговом электооприводе, работающем в режиме коротких периодических включений.

Цель изобретения - повышение быстродействия двигателя путем увеличения скорости разгона.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ на примере четы- рехфазного шагового двигателя; на фиг.2 - векторная диаграмма намагничивающих сил шагового двигателя.

Устройство содержит четыре фазные обмотки 1-4, один конец каждой обмотки через добавочные резисторы 5-8 подключен к первому полюсу источника 9 постоянного тока повышенного напряжения, а другой конец каждой фазной обмотки 1-4 через электронные ключи 10-13 - к второму полюсу источника 9 постоянного тока, причем электронные ключи 10-13 щунтироданы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных добавочных резисторов 14-17 и электронных ключей 18-21.

На фиг.2 на комплексной координатной схеме j ,j, oi изображена векторная диаграмма намагничивающих сил шагового двигателя, где F, , Fj,. F, , F - векторы намагничивающих сил фазных обмоток шагового двигателя; F, , 13 34 41 результирующие векторы намагничивающих сил установившегося режима работы шагового двигателя; Fg ., Fgj - векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя; 011 оьи результирующие векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя; 1, П, Ш и IV - основные электрические состояния шагового двигателя.

Рассмотрим один цикл работы шагового двигателя, включающий в себя статический, установившийся и новый статический режимы работы.

В статическом режиме работы шагового двигателя механизм, присоединенный к нему, выполняет какую-либо операцию. В установившемся режиме работы шаговый двигатель вьлполняет серию шагов перевода механизма в новое положение.

17032

В статическом режиме работы шагового двигателя включены электронные ключи 18 и 11. Намагничивающая сила ( фазной обмотки 1 при этом из-за дополнительно включенного добавочного резистора 14 меньше намагничивающей силы фазной обмотки 2, так как по одинаковому числу витков, имеющих 10 фазные обмотки, протекают различные по величине токи.

Геометрически суммируя векторы намагничивающих сил и F , получают результирующий вектор намагничи- ;

15 вающей силы F

012

который сдвинут

вперед по направлению движения относительно вектора F, . В статическом режиме работы шагового двигателя результирующий вектор намагничиваю-

щей силы F, выражает положение ротора шагового двигателя.

В установившемся режиме работы шагового двигателя на первом такте коммутации электронный ключ 18 отключается, электронный ключ 1I остается включенным и включается электронный ключ 12. При этом результирующий вектор намагничивающей силы F относительно основных электрических сое-

тояний шагового двигателя П и Ш сдвинут на электрический угол

-- , так как F и F, шагового дви35

гателя при включенных электронных ключах 11 и 12 равны между собой, а их векторы относительно друг друга

сдвинуты на электрический угол -

Возникает угол рассогласования меж- ДУ векторами F и F,,, .вследствие чего на ротор начинает действовать момент, приводящий его в движение. Затем осуществляется второй такт коммутации, при котором электронный ключ 11 отключается, электронный

ключ 12 остается включенным и включается электронньй ключ 13. Результи - рующий вектор намагничивающей силы F,4. как и на первом такте коммута- ции, относительно основных электрических состояний сдвинут на электриV

ческии угол -у- .

При торможении шагового двигателя отключается электронный ключ 12,

электронный ключ 13 остается включенным и включается электронный ключ 20. Шаговый двигатель вновь приходит в статический режим работы, при этом .

результирующий вектор- намагничивающей строк при уменьшении первого шага

силы Fgj4 относительно вектора F, сдвинут вперед по направлению движения. На следующем цикле первый такт коммутации снова осуществляется при уменьшенном шаге шагового двигателя.

Реализовать предложенный способ управления можно также и другими устройствами, обеспечивающими сдвиг Q результирующего вектора намагничивающей силы в статическом режиме работы, например, путем изменения числа витков фазных обмоток шагового двигате ля.15

Повышение быстродействия шагового двигателя достигается тем, что на первом такте коммутации уменьшен шаг двигателя, что позволяет уменьшить длительность импульсов управле- 2о ния на nepBONi и на последующих тактах коммутации. При использовании способа это приводит, например, к сокращению времени транспорта бумаги в печатающих устройствах и дает, воз- 25 можность увеличить число печатаемых

II на -- с 400 до 850 строк/мин, т.

о

в 2 раза. Формула

изобретени

1.Способ управления многофазным шаговым двигателем, заключающийся нереверсивной парной коммутации фаз,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейст вия двигателя путем увеличения ско рости разгона, во время последней коммутации снижают намагничивающую сипу обмотки, включенной в предыду щем такте.

2.Способ по п., отличаю щийся тем, что намагничивающу силу снижают включением резистора цепь обмотки.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что намагничивающую силу снижают уменьшением числа витков обмотки. .

II на -- с 400 до 850 строк/мин, т.е.

о

в 2 раза. Формула

изобретения

1.Способ управления многофазным шаговым двигателем, заключающийся нереверсивной парной коммутации фаз,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия двигателя путем увеличения скорости разгона, во время последней коммутации снижают намагничивающую сипу обмотки, включенной в предыдущем такте.

2.Способ по п., отличающийся тем, что намагничивающую силу снижают включением резистора в цепь обмотки.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что намагничивающую силу снижают уменьшением числа витков обмотки. .

7 3

№ /ЛЛ«

-11

2 «1 1 2f

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлениюэлектрическими машинами, .и может быть использовано в электроприводе, работающем в режиме коротких периодических включений. Цель - повышение быстродействия двигателя путем увеличения скорости разгона. Способ управления заключается в том, что при нереверсивной парной коммутации m фаз двигателя во.время последней комму- тации снижают намагничивающую силу обмотки, включенной в предыдущем такте./Таким образом, путем сдвига одного из результирующих векторов

Составитель В.Алфимов Редактор П.Гереши Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 6302/56 Тираж 659 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москба, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.