Способ управления многофазным шаговым двигателем

(59 4 Н 02 Р 8/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Винницкий завод радиотехнической аппаратуры и Винницкий политехнический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электро.технике, а именно к управлению электрическими машинамии может бытьиспользовано 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 ш фаздвигателя во.время последней комму тации снижают намагничивающую силу обмотки, включенной в предыдущем такте. Таким образом, путем сдвига одного из результирующих векторов Ра ф Рз , Р Р, намагничивающей силы в установившемся режиме работы на электрический уголТ /ш относитель. но основных электрических состояний результирующий вектор намагничивающей силы ГР в статическом режиме работы относительно основных электрических состояний 1, П, 111, 1 Ч сдвинут на электрический угол й/в+К. Повышение быстродействия двигателя аЖ 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.10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 электоическими машинами и может быть использовано в нереверсивном шаговом электоопоиводе,. 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 схеме1,я, Ы изображена векторная диаграмма намагничивающих сил шагового двигателя, где Р, Рг РзР - векторы намагничивающих сил фазных обмоток шагового двигателя; Р, ГгзР 4 Р - результирующие векторы намагничивающих сил установившегося режима работы шагового двигателя; Ро, Р, - векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя; Р ог ф Г о результирующие векторы намагничивающих сил фазных обмоток в статическом режиме работы шагового двигателя; 1, П, Ш и 17 - 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 различныепо в ели чине токи .Геометрически суммируя векторы намагничивающих сил Р , и Рг, получают результирующий вектор намагничи-:ваюшей силы Р , , который сдвинутвперед по направлению движения относительно вектора Р,В статическом режиме работы шагового двигателя результирующий вектор намагничивающей силы Р , выражает положениеротора 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 результиоуюший вектор намагничивающей силы Р г относительно основных электрических состояний шагового двигателя П и Ш сдвинут на электрический угол4так как Р и Р шагового дви" гателя при включенных электронныхключах 11 и 12 равны между собой, аих векторы относительно друг доугаПсдвинуты на электрический угол2Возникает угол рассогласования между векторами Р г и Ргз, 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 Р, как и на первом такте коммутации, относительно основных электрических состояний сдвинут на электриИческий. уголПри торможении шагового двигателяотключается электронный ключ 12, электронный ключ 13 остается включенным и включается электронный ключ 20, Шаговый двигатель вновь приходит в статический режим работы, при этомз 1361703 результирующий вектор"намагничивающей силы Рр относительно вектора Рсдвинут вперед по направлению движения. На следующем цикле первый такт коммутации снова осуществляется при уменьшенном шаге шагового двигателяРеализовать предложенный способуправления можно также и другимиустройствами, обеспечивающими сдвиг результирующего вектора намагничивающей силы в статическом режиме работы, например, путем изменения числа витков фазных обмоток шагового двигателя.Повышение быстродействия шагового двигателя достигается тем, чтона первом такте коммутации уменьшен шаг двигателя, что позволяет уменьшить длительность импульсов управления на первом и на последующих тактах коммутации. При использованииспособа это приводит, например, ксокращению времени транспорта бумаги в печатающих устройствах и дает,возможность увеличить число печатаемых строк при уменьшении первого шагайна с 400 до 850 строк/мин, т.е.5в 2 раза. Формула изобретения 1.Способ управления многофазнымшаговым двигателем, заключающийся нереверсивной парной коммутации фаз, о т л и ч а ю щ и й с я 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 ющ и й с я тем, что намагничивающую силу снижают включением резистора в цепь обмотки.З.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что намагничивающую 2 Б силу снижают уменьшением числа витков обмотки. г. Составитель В.АлфимовРедактор П.Гереши Техред М.Дидык Корректор Л.Па/56 Т ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москраж 659рственногоизобретенийа, Ж, Ра Подписикомитета СССРи открытийушская наб , д з 6 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4