Способ управления двухфазным шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК H02P8/00 

Изобретение относится к способам управления электрическими машинами и может быть использовано для управления бесконтактным двухфазным двигателем с насыщенной магнитной системой, преимущественно шаговым двигателем с активным ротором в режиме электрического дробления шага.

Цель изобретения - повышение точности отработки шагов двигателя с насыщенной магнитной системой в режиме электрического дробления шага на К частей.

На фиг.1 и 2 показаны циклограмма изменения токов обеих фаз и номограмма изменения электромагнитного момента при К 7 соответственно; на фиг.З и 4 - то же, при К 8, на фиг.5 и 6 - то же, при К 9.

Способ реализуется следующим образом.

При выбранном коэффициенте дробления шага К каждая фаза двухфазного двигателя с насыщенной магнитной системой в

( К +1 N

течение л ( )

f.- ) тактов при нечет1них К в течение п - тяктов при четных

К через каждую фазу пропускают максимальный ток одного направления 1,затем в

хК + 1 V

течение Г2 (-ту- ) тактов при нечетных

K-f-2

К и в течение Тг - (-п- ) тактов при четных К ступенчато снижают ток ступеньками величиной Л I -I , после этого в течение тактов, равных целой части дроби гз - (-Ј- ) . если К некратно четырем, и в

К-4

течение Гз - ( ) тактов, если К кратно четырем, с упенчатое снижение тока производят ступеньками величиной

21

ДI тг , если (К-1) или (К-2) кратны четы- к

рем, то в течение одного такта ( ) обесточивают фазу (а в остальных случаях 0), меняют направление тока на обратное(-1) и в течение тактов, равных целой части дроО hO 00

4 00

К+1 би tis( A ) , при К, некратном четырем,

I/ и в течение тактов ПРИ К, кратном

четырем, ступенчато увеличивают ток сту-

-21 пеньками величиной , после

К-1 этого в течение Тб(-я- ) тактов при

К

нечетных К и в течение тактов при

четных К ступенчатое увеличение тока производят ступеньками i в течение

Г7(-ту- ) тактов при нечетных К и в течеК

ние тактов при четных К поддерживают фазу под максимальным током (-I), затем в течение гв(-п-) тактов при нечетных К

и в течение га(-я-) тактов при четных

К ступенчато снижают ток ступеньками величиной Д1

ПГ

, после этого в течение т ,К-1

тактов, равных целой части дроби ( ) ,

при К, некратном четырем, и в течение

,К-4ч„

rs(-j- ) тактов при К, кратном четырем,

дальнейшее снижение тока производят сту-2

пеньками Д1 -гг- , если (К-1) или (К-2)

кратны четырем, то в течение одного такта () обесточивают фазу (а в остальных случаях тю 0), восстанавливают исходное направление тока фазы (I), после чего в течение числа тактов тц, равного целой чаК+1

сти дроби (--г- ) , при К, некратном четыI/рем, и в течение тактов при К,

кратном четырем, ступенчато повышают ток

21

ступеньками величиной Д -тг- . затем

К-1 в течение ti2( л ) тактов при нечетКном К и в течение 2 тактов при четном

К ступенчатое повышение тока производят

ступеньками величиной

г

В общем случае период повторения управляющих ступенчатых токов определяет- ся выражением Т 4 К t, а сдвиг фаз между ними - выражением К t, где t - длительность одного такта переключения фаз.

0

5

0

5

0

Для удобства реализации способа в таблице приведены параметры п- Ti2 при некоторых значениях К 3-13.

При использовании этого способа дробления шага геометрическое место распределения вектора результирующего момента двухфазного двигателя по полю получается восьмиугольником (достаточно близким к окружности). Это обстоятельство позволяет обеспечить высокую плавность хода двигателя.

Кроме того, углы поворота вектора результирующего момента в зонах основных электрических положений ротора под полюсами получаются большими аналогичных углов между этими зонами, Это позволяет в значительной степени компенсировать нелинейности двигателя с насыщенной магнитной системой и существенно повысить точность отработки дробных шагов по всему полю двигателя. Благодаря созданию нелинейного закона ступенчатого поворота вектора момента компенсируется уменьшение интенсивности изменения магнитного потока в воздушном зазоре под полюсами двигателя и ротор отрабатывает практически равномерные дробные шаги.

Формула изобретения

Способ управления двухфазным шаговым двигателем, включающий питание фаз разнополярным постоянным напряжением и ступенчатое изменение управляющих токов в фазах, сдвинутых друг относительно друга на четверть периода, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности отработки шагов двигателя с насыщенной магнитной системой в режиме электрического дробления шага на К частей, в течение

К+1„К

тактов при нечетных К и в течение -

тактов при четных К через каждую фазу пропу- екают максимальный ток I одного направлеК+1ния, затем в течение л тактов при

1/1 О

нечетных К и в течение -я- тактов при

четных К ступенчато снижают ток ступень- A i I

ками величиной - после этого в тече- 1

ние числа тактов, равного целой части дроби к-3

. , если К не кратен четырем, и в течение

.,

-2 тактов, если К кратен четырем, ступенчатое снижение гока производят ступенька2|ми величиной Д , далее, если К -1 или

К-2 кратны четырем, то в течение одного такта обесточивают фазу, меняют направление тока на обратное -I и в течение тактов,числа тактов, равного целой части дроби

К ц 1|/т

равных целой части дроби -т- при К , при К не кратном четырем, и в течение

Кv4

кратном четырем, и в течение -т тактов при,. -г- тактов при К, кратном четырем, дальК кратном четырем, ступенчато увеличива-нейшее снижение тока производят ступеньками

21

ют ток ступеньками величиной ДI -р- ,Д | -р--, далее, если К-1 или К-2 кратны

.

после этого в течение тактов при не-1П четырем, то в течение одного такта обесточивает

210 фазу, восстанавливают исходное направление

К „тока фазы I, после чего в течение тактов,

четных К и в течение - тактов при четных К

ступенчатое увеличение тока производят

Ai IК-И

ступеньками , в течение такКтов при нечетных К и в течение - тактов при

четных К питают фазу максимальным тоК+1ком -I, затем в течение п тактов при

„К+2

нечетных К и в течение -к- тактов при четных К ступенчато снижают ток ступеньками

20

равных целой части дроби

при К, не

К

-с кратном четырем, и в течение тактов - при

К, кратном четырем, ступенчато повышают

21

ток ступеньками величиной Д1 -г , затем

в течение

К-1

7

тактов при нечетных К и в

течение тактов при четных К ступенчатое повышение тока производят ступеньками величиной .

величиной

после этого в течение

тока фазы I, после чего в течение тактов,

равных целой части дроби

при К, не

К

кратном четырем, и в течение тактов - при

К, кратном четырем, ступенчато повышают

21

ток ступеньками величиной Д1 -г , затем

в течение

К-1

7

тактов при нечетных К и в

25

течение тактов при четных К ступенчатое повышение тока производят ступеньками величиной .

I зобретение относится к электротехнике и иожет быть использовано для управления бесконтактным двухфазным шаговым двигателем с насыщенной магнитной системой и активным ротором в режиме электрического дробления шага. Целью изобретения является повышение точности отработки шагов двигателя в режиме электрического дробления шага. Это достигается путем создания специальной циклограммы переключения фаз, компенсирующей нелинейности магнитного потока в рабочем зазоре (под полюсами) двигателя. Ток изменяется при дроблении шага ступенями двух величин. 6 ил., 1 табл.