Способ управления четырехфазным шаговым двигателем с электрическим дроблением шага Советский патент 1988 года по МПК H02P8/22 

1

137

Изобретение относится к управлени электрическими машинами и может быть использовано для управления четырех- фазным шаговым двигателем и;п другим двигателем, работающим я шаговом режиме, с ненасыщенной магнитной системой.

Цель изобретения - повышение плавности движения и точности отработки шагов двигателей с ненасыщенной магнитной системой.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы управляющих напряжений для че тырехфазного двигателя при кочффици- енте дробления основного шага К 3; на.фиг. 2 - то же, при К 6; на фиг.З - положения и величины суммарных векторов момента для четырехфаз- ного двигателя при К 3; на фиг.4 - то же, при К 6.

Способ управления четьфехфазным шаговым двигателем с электрическим дроблением шаг а реализуется следующим образом.

При коэффициенте дробления К 3 (. 1) на каждой фазе в течение двух тактов поддерживается макст1маль ное напряжение U . После этого в течение последукщих трех тактов по одной ступени, равной , это напряжение уменьшается до нуля и поддерживается в Э1ом состоянии в течение четырех аакгов. Затем в течение трех последних тактов данного периода по одной ступени, также равной , это напряжение увеличивается до максимального значения 11.Далее процесс повторяется зна:тогичпо описанному .

Благодаря этому за период повторения периодических ,линейио- ступенчатых фазных напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 1Г/2 периода, суммарный вектор элект- ромагнитнот о момента ос уа ествпяет вокруг своей оси ступенчатый поворот на 2fi радиана (фигч 3). В соответствии с этим ротор двигателя каждом обороте вектора момента отрабатывает 12 дробных шагов.

При коэффициенте дробления К Ь (фиг. 2) каждая фаза находится под максимальным напряжением в течение 3 тактов, в отключенном состоянии - 7 тактов, а ступенчатое его уне. тиче- ние или уменьшение составляет соответственно по 7 тактов. В соотнетс - ВИИ с этим ротор двигателя за один

82

полный оборот вектора вокруг своей оси делает 24 дробных шага (фиг.4).

Как видно из представленных на фиг . 1, 2 временных диаграмм, в общем случае при коэффициенте дробления К период по зторения линейно-ступенчатого упранляюшего напряжения каждой фазы определяется выражением Т 4K-t| где t - длительность одного такта кваитоЕяания.

При этом продолжительность времени питания каждой фазы максимальным напряжением и определяется выражением

|, - -Т 1) t, а продолжительность

отключенного состояния каждой фазы - выражением -,1 (К + 1) t.

Продолжительность времени линейно- ступенчатого подъема или снижения напряжения каждой фазы определяется формулой

25

. f - ,) U

5

5

При использовании предлагаемого способа дробления шага геометрическое место распределения вектора результирующего электромагнитного мо0 мента четырехфазного двигателя представляет собой 12-угольник, достаточно близкий кругу, (фиг, 3, 4) в отличие от известных способов, обеспечивающих при управлении четырехфаз- ным шаговым двигателем 4-угольное или 8-угольное распределение. Эта особенность предлагаемого способа позволяет повысить плавность (равномерность) хода двигателя.

Кроме того, при использовании предлагаемого способа удается достигнуть высокого постоянства дискретного угла о/ поворота вектора электромагнитного момента (фиг. 3,4),что позволяет значительно -повысить точность отработки дробных шагов двигателя с ненасыщенной магнитной системой.

Формула изобретения

п с

Способ управления четырехфазным

шаговым двигателем с электрическим дроблением шага на К частей, включающий питание фаз постоянным напряжением и потактное линейно-ступенчатое изменение управляющих напряжений на фазах, сдвинутых друг относительно друга на четверть периода,о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с

целью повышения плавности движения и точности отработки шагов двигателей с ненасыщенной магнитной системой, подключают каждую фазу на максималь- ное напряжение в течение (4К/3+1) так- тов ,. затем в течение (4К/3 - 1) тактов ступенчато снижают напряжение, отключают фазу на (К + 1) тактов, затем в течение (4К/3 - 1) тактов ступенчато повышают напряжение, при этом коэффициент дробления шага К является числом, кратным трем.

Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами. Цель состоит в повышении плавности движения и точности отработки двигателя с ненасыщенной магнитной системой. Способ управления четырехфазным шаговым двигателем включает питание фаз постоянным напряжением и потактное линейно-ступенчатое изменение управляющих напря 4К .. затем в течение (-:г- - 1) жений на фазах, сдвинутых друг относительно друга на /2 периода. Для повышения равномерности распределения вектора момента, точности отработки дробных шагов и плавности хода предлагается подключить каждую фазу на максимальное напряжение U. в течение целого числа тактов, равного (f - 1). тактов ступенчато снизить напряжение, поддерживать фазу без напряжения в течение целого числа тактов, равного (К+1), затем в течение (-:г- D тактов ступенчато повысить напряжение до j максимального значения При этом величину каждой ступеньки напряжения 3 выбирают равной С -rjr , а коэффициент дробления шага К Зп, где п « 1,2,3,...,- натуральное число 4 ил. (t С

Фиг. i

Г:

Ci

i2

12

О

f Фиг