Способ управления шаговым двигателем

(7 ) Заявитель УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ АТЕЛЕМ СПОСО 1ние относится к электротехности к управлению щаговыми, и может быть использоовках с шаговыми двигвтеми отключения питания в ионирования.способ управления шаговым с огдельнымн специальнымиустройствами, обеспечиваюние фиксирующего устройстработы шагового двигатели и подачи напряжения нв упфобмотку фикснрукзпего уст Изобрете нике, в част ми двигателя вано в усгвн лями, требующи режиме нозицИзвестен двигателемфиксирующимиший отключева на времяпосредствомрввляющуюройства1 способа упрввле- энергопотребленз-за потери втор а.зобретению сподвнгателем с ым ротором, стаостоянный магешенные в простНедостатком этогония является увеличениения шагового двигателя; энергии в обмотке фиксНаиболее близкий ксоб управления шаговымбеэобмоточным зубчаттор которого содержит инит и две обмотки, см ранстве между собой и относительно по-стоянного магнита, образуязцего третьюмагнитную фазу на 1/3 зубцового деленияротора, обеспечивает перемещение роторагугем подачи однополярных импульсов 5только на первую обмотку, затем только. на вторую обмотку и последующего отключения обмоток. Коммутация каждой фазывызывает последовательный поворот ротора шагового двигателя на угол около120 эл. град, Отключение питания обеих фвз вызывает поворот ротора шаговогодвигателя еще нв угол, близкий к120 эл. град. эа счет момента фиксирующей магнитной фазы. Далее цикл повторяется.Недостатком известного способа управления шаговым двигателем являетсяепостоянство амплитуды движущего момен-. тта шагового двигателя, вызванное тем, чтоповорот ротора на угол, близкий к120 эл, град. при каждом переключенииобмоток возможен при значительном превышении момента каждой фазы шаговогодвигателя над моментом магнитной фиксирующей фазы. Реально в двигателяхтакой конструкции это превьпиение составляет 3 - 4. Поэтому с учетом постоянного действия магнитной фазы даже при 5включенных электрических фазах углыповорота ротора в цикле коммутациираспределяются неравномерно, Это приводит к снижению точности позиционирования и уменьшению быстродействия 16шагового двигателя,13 ель изобретения - повышение точности позиционирования и быстродействияшагового двигателя,Указанная цель достигается тем, 15что согласно способу управления шаговым двигателем с безобмоточным зубчатым ротором и ствтором, содержащимпостоянный магнит и две обмотки, сме,щенные в пространстве между собой иотносительно постоянного магнита нв1/3 зубцового деления ротора, путемподачи в каждом такте однополярных им, пульсов поочередно на первую и вторуюобмотки и последующего их отключения,между тактами подачи однополярных импульсов на первую и вторую обмоткив течение одного такта подвют однополярцые импульсы на обе обмотки одновременно,На фиг. 1 показаны векторные диаграммы моментов шагового двигателя приразличных тактах коммутации.Способ управления шаговым двигателем заключается в следующем.При обесточенных обмотках упрввле 35ния (фазах) шагового двигателя фиксирующая фаза, возбуждаемая постоянным магнитом, развивает фиксирующий моментМф (фиг. 1 а): Подача однополярного им 40пульса управления на одну из фаз, например первую, вызывает появление моментаМ, (фиг. 16), который, складываясь смоментом фиксирующей фазы Мф вызывает смещение магнитной оси статорашагового двигателя. Для равномерного45врашенйя ротора шагового двигателя уголперемещения магнитной оси двигателяпри каждом переключении фаз долженбыть одинаковым, В рассматриваемомслучае четырехтактнвй коммутации этотугол должен составлять 90 эл. град.Результирукзций момент двигателя М недолжен менять свою амплитуду в целяхпредотвращения раскачивания ротора впроцессе движения, которое приводитк снижению быстродействия двигателя.для выполнения поставленных условийпри .подаче импульса управления нв фазу шагового двигателя необходимо поддерживать кратность моментов управляющих фвз и фиксирующей фазы равной ХТ (фиг. 1 б), При этом магнитная ось ствтора поворачивается строго на 90 эл.град., а амплитуда фиксирующего момента Мф равна амплитуде результирующего момента М Подача импульсов управления на обе фазы двигателя обеспечивает следующий поворот магнитной осистаторв, в вместе с ней и ротора шагового двигателя, на 90 эл, град. (фиг. 1 в). Суммарный момент фаз двигателя М-имеет амплитуду, вдвое превосходящую амплитуду момента фиксирующей фазы М,. При этом вследствие противоположной направленности моментов М - и М результирующий момент двигателя Мр равен по амплитудеМфПодача импульса управления только на вторую фазу вызывает очередной поворот магнитной оси статора на 90 эл. град. (фиг. 1 г), Затем отключение питания обеих фаз вызывает поворот магнитной оси статора нв последние в данном цикле 90 эл. град. до совпадения с магнитной осью фиксирующей фазы. При этом результирующий момент двигателя М соответствует моменту фиксирующей фазы Мф. Далее цикл повторяется.Предлагаемый способ управления шаговым двигателем с магнитной фиксацией ротора, обеспечивает высокую равномер - ность движения ротора, твк как зв равные промежутки времени вектор результирующего момента шагового двигателя повора чивается на одинаковый электрический угол 90 эл. град. Это позволяет достичь высокой точности позиционирования двигателя, Неизменность амплитуды момента МР обеспечивает плавность движения ротора шагового двигателя,Предлагаемый способ управления позволяет достичь более высокого быстродействия шагового двигателя с магнитной фиксацией ротора по сравнению с быстродействием шагового двигателя без фиксации.еФ ормула изобре генияСпособ управления шаговым двигателем с безобмоточным зубчатым ротором и статором, содержащим постоянный мы5 9877.73 6нит и две обмотки, смешенные в прост- лярньи импульсов на первую и вторуюранстве между собой и относительно по- обмотки в течение одного такта подаютстоянного магнита на 1/3 зубцового, однополярные импульсы на обе обмоткиделения ротора, путек подачи в каждом одновременно.такте однополярных импульсов поочеред- а Источники информациино на первую и вторую обмотки и их принятые во внимание при экспертизепоследующего отключения, о т л и ч а ю. Авторское свидетельство СССРш и й с я тем, что, с целью повыше- % 170102, кл. Н 02 К 37/00, 1964,,ния точности позиционирования и быстро, Авторское свидетельство СССР:действия, между тактами подачи однопо- .1 й % 189479, кл. Н 02 К 37/00, 1966. тавитель 3. ГоредМ, Н дь едактор А. Огар ктор. А фере Тираж 685 Подписное ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушс