Способ управления многофазным шаговым двигателем

 

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 коммутации снижают намагничивающую силу обмотки, включенной в предыдущем такте./Таким образом, путем сдвига одного из результирующих векторов

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5ц 4 H 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фсг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4061528/24-07 (22) 27.03.86 (46) 23.12.87. Бюл. 1(47 (71) Винницкий завод радиотехнической аппаратуры и Винницкий политехнический институт (72) В.В. Рябой и Ю.Ю.Жебрайтис (53) 621.313.525(088.8) (56) Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. Под ред. M.Ã.×èëèкина. M.: Энергия, 1971, с. 68. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЬК

ШАГО ВЬК ДВИГАТЕЛЕ1"1 (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению электрическими 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 неI реверсивной 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

Р,г, F F>< F намагничивающей силы в установившемся режиме работы на электрический уголТ /m относитель. но основных электрических состояний результирующий вектор намагничивающей силы F ... F в статическом режиме работы относительно основных электрических состояний 1, П, 111, 1Ч сдвинут на электрический угол ii/m+K.

Повышение быстродействия двигателя достигается тем, что на первом такте коммутации уменьшен шаг двигателя, что позволяет уменьшить длительность импульсов управления на первом и на последующих тактах коммутации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1361703

15

25

35

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 выполняет серию шагов перевода механизма в новое положение.

Изобретение относится к области управления электрическими машинами и может быть использовано в нереверсивном шаговом электоопвиводе,. 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 четырехфазного 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 шунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных добавочных резисторов 14-17 и электронных ключей 18-21.

На фиг.2 на комплексной координатной схеме j,ð, изображена векторная диаграмма намагничивающих сил шагового двигателя, где F,, Р, F, F — векторы намагничивающих сил фазных обмоток шагового двигателя; F

F2 Р 4 Fg) результирующие векто ры намагничивающих сил установившегося режима работы шагового двигатеу Р01 РОЗ векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя;

Р о г Р о — результирующие векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя; 1, П, Ш и 1V — основные электрические состояния шагового двигателя.

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 фазные обмотки, протекают различные по в ели чине токи .

Геометрически суммируя векторы намагничивающих сил F u F,,получао ют результирующий вектор намагничи-: ваюшей силы Г,, который сдвинут вперед по направлению движения относительно вектора F ° В статическом режиме работы шагового двигателя результирующий вектор намагничивающей силы F выражает положение ротора шагового двигателя.

В установившемся режиме работы шагового двигателя на первом такте коммутации электронный ключ 18 отключается, электронный ключ 11 остается включенным и включается электронный ключ 12. При этом результируюший вектор намагничивающей силы F относительно основных электрических состояний шагового двигателя П и Ш сдвинут на электрический угол

Il

4 так как F u F шагового двигателя при включенных электронных ключах 11 и 12 равны между собой, а их векторы относительно ppvr 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 электронный ключ 13. Результирующий вектор намагничивающей силы

F <, как и на первом такте коммутации, относительно основных электрических состояний сдвинут на электриИ ческий. угол

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 з 1361703 результирующий вектор"намагничивающей силы Рр относительно вектора Р сдвинут вперед по направлению движения. На следующем цикле первый такт коммутации снова осушествляется при уменьшенном шаге шагового двигателя °

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

Повышение быстродействия шагового двигателя достигается тем, что на первом такте коммутации уменьшен шаг двигателя, что позволяет уменьшить длительность импульсов управления на первом и на последующих тактах коммутации. При использовании способа это приводит, например, к сокращению времени транспорта бумаги в печатающих устройствах и дает,возможность увеличить число печатаемых строк при уменьшении первого шага

И на с 400 до 850 строк/мин, т.е.

5 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 силу обмотки, включенной в предыдущем такте.

2.Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что намагничивающую силу снижают включением резистора в цепь обмотки.

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что намагничивающую

2 силу снижают уменьшением числа витков обмотки.

Фиг.1

Составитель В.Алфимов

Техред M.Äèäûê Корректор Л.Патай

Редактор П. Гереши

6302/56 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москйа,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

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