Способ управления двухфазным шаговым двигателем Советский патент 1990 года по МПК H02P8/22 

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в электроприводе с элек трическим дроблением шага,

: Цель изобретения - упрощение реализации и расширение эксплуатационных возможностей путем ступенчатого изменения тока фаз с двумя значения- . ми прираш;ений.

На фиг.1 и 2 показаны временные диаграммы управляющих токов в фазах; на фиг.З и 4 - номограммы результи- руняцих моментов двухфазного двигателя для случаев коэффициентов дробления основного шага соответственно. и на фиг.5 - таблица некоторых параметров.

Способ управления двухфазным двига™ телем заключается в следугацем

При выбранном коэффициенте дробления шага. , где п 1,2,3.,, каждую

фазу-двухфазного двигателя (фиг.1,2)

ТГ I о

в течение тактов, где К - коэффициент электрического дробления конструктивного шага двигателя, питают .номинальным током одного направления (например, +1),ступенчато снижают ток

- 31

ступеньками величиной в течеТС

ние о тактов, затем в течение

-, тактов при четном К и в течеК-1

ние Г5 - тактов при нечетном К сту

цёнчато снижают ток ступеньками вели-ч

31 чиной 2. 4fJ пР четном К в тече- .

ние одного такта отключают ток фазы ( при четном К и у 0 при нечетном К), меняют направление тока на

(Л

с

Ofi

ел

QD

ьэ

3

обратное (например, -1) и в

тактов при четном К и

5 2

в при нечетном К ступен- 5

ток со

так

ступеньками л 3

JJ i «-.-av,iirie Og

ют ступеньками величи

ком этого направления /

:;; сзклягзм го Tti-rT J-4 Г-,

10

поддерживают- фазу под

0.,

К+3

тактов,

затем

15

снижают ток ступеньками величиной

К ™.

А -31 А. 4К

в

течение с-а

г тактов, далее

К-2

- . в течение L

тактов при четном

К и в

течение С-

К-1

- тактов при нечетном К снижают ток ступеньками ве-

- , 31. личиной Д2 гг; , при четном К в тече- д

ние одного такта (1 1 при четном К и ,Q 0 при нечетном К) отключают ток фазы, восстанавливают первоначаль ное направление тока (+1), затем в

/1К

течение с„ тактов при четном К и

30

тактов при нечет-

в течение С

ном К повышают ток ступеньками вели

чиной

К-3

2К

после чего в течение

35

тактов ток повышают ступень - 31

Способ управления двухфазным шаговым двигателем, включающий разнополяр- ное питание фаз и потактное ступенчатое изменение управляющих токов в фазах, сдвинутых одна относительно другой на четверть периода, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения эксплуатационных возможностей путем ступенчатого изменения тока фаз с двумя значениями приращений в течение (К+3)/3 тактов, где К - коэффициент электрического

к.ами величиной Д., г...

цК...

Этим завершается- полный цикл фор-40 ДРо ления конструктивного шага двига- мирования управляющих ступенчато из- Деля, кратный трем, питают каждую фазу номинальным .током I одного напменяющихся токов фаз двухфазного дви- тателя, В результате этого ротор двигателя поворачивается вокруг своей оси на 360 с дискретными щагами ве-

. ./.

личиной oiap , где (Хос основной

01 Кконструктивный шаг данного двигателя. Последующие циклы формирования управляющих фазных токов аналогичны описанному первому циклу.

В общем случае период повторения управляющих ступенчатых напряжений определяется выражением , а сдвиг фаз между ними - выражением (, где t длительность одного такта переключения фаз.

Для удобства пользования предлагаг- емым способом в таблице на фиг,5 при-

45

50

равления, ступенчато снижают ток сту пеньками величиной 31/4К в течение К/3 тактов, затем в течение (К-2)/2 тактов при четном К и в течение ()/2 тактов при нечетном К ступенчато снижают ток ступеньками величиной 31/2К, при четном К в течение одного такта отключают ток фазы, меняют направление тока на обратное и в течение К/2 тактов при четном К и в течение (К+1)/2 тактов при нечетном К ступенчато повьш1ают ток ступеньками величиной 3I/2K, далее в течение (К-3)3 тактов ток повьш1ают ступенька- ми величиной 31/4К, питают фазу но- -минальным током другого направления в течение (К+3)3 тактов, затем снижа-

5

0

5

0

д

0

5

ведены параметры К,Т,б | некоторых значениях .

При использовании этого способа дробления шага геометрическое место распределения вектора результируице- го момента двухфазного двигателя с разнополярным управлением представляет собой 12-угольник (достаточно близкий к окружности, см, фиг,3,4), Это свидетельствует о достаточно выт- сокой равномерности распределения модуля вектора рез ультирующего момен- та, что позволяет обеспечить высокую точность отработки дробных шагов,высокую равномерность и плавность хода.

Способ достаточно легко может быть практически реализован на современной базе цифровых интегральных микросхем, поскольку требуется формировать всего два значения приращения ( Д| и Д2 ) фазных токов при их модуляции.

Формула изобретения

Способ управления двухфазным шаговым двигателем, включающий разнополяр- ное питание фаз и потактное ступенчатое изменение управляющих токов в фазах, сдвинутых одна относительно другой на четверть периода, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения эксплуатационных возможностей путем ступенчатого изменения тока фаз с двумя значениями приращений в течение (К+3)/3 тактов, где К - коэффициент электрического

..

5

0

равления, ступенчато снижают ток сту пеньками величиной 31/4К в течение К/3 тактов, затем в течение (К-2)/2 тактов при четном К и в течение ()/2 тактов при нечетном К ступенчато снижают ток ступеньками величиной 31/2К, при четном К в течение одного такта отключают ток фазы, меняют направление тока на обратное и в течение К/2 тактов при четном К и в течение (К+1)/2 тактов при нечетном К ступенчато повьш1ают ток ступеньками величиной 3I/2K, далее в течение (К-3)3 тактов ток повьш1ают ступенька- ; ми величиной 31/4К, питают фазу но- -минальным током другого направления в течение (К+3)3 тактов, затем снижа-

ют ток ступеньками величиной 3I/4K в течение К/3 тактов, далее в течение (К--2)2 тактов при четном К и в г течение (К-1)2 тактов при нечетном К. ток снижают ступеньками величиной :31/2К, при четном К в течение одного такта отключают ток фазы, восстанавливают исходное направление тока, за тем в течение К/2 тактов при четном i( и в течение (К+1)2 тактов при нечетном К повьшают ток ступеньками вели:чиной 3I/2K, после чего в течение ()3 тактов ток повьшают ступенькаi ми величиной 31/АК.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления станками, оснащенными двухфазными двигателями приводов подач. Цель изобретения - упрощение реализации и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения ступенчатого изменения токов фаз всего двумя значениями приращений. Благодаря циклограмме разнополярного переключения фаз способ позволяет обеспечить равномерное распределение момента по всему полю, высокую точность отработки дробных шагов. Способ достаточно прост для реализации, так как для организации ступенчатого поворота вектора требуется всего два значения приращения токов фаз. 5 ил.

Q

Фиг. 1

Фиг.З

Фиг. 2

-Iltp

r.