Способ управления четырехфазным шаговым двигателем с электрическим дроблением шага

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым двигателем с насыщенной магнитной системой. Цель изобретения - увеличение КПД двигателя путем уменьшения числа одновременно включенных фаз и изменения циклограмм их переключения. Способ обеспечивает восьмиугольную диаграмму изменения результирующего магнитного момента при неравномерной величине дробного шага, компенсирующей нелинейность магнитной системы. Одновременно включены две фазы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0 )НРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4447885/24-07 (22) 24.06.88 (46) 23.03. 90. Бюл. Р ) ) (72) В.Ш.Арутюнян, А.З.Мурадян и Г. Б, Мна цак анян (53) 621 .313. 515 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 480227, кл. Н 02 P 7/62, ) 976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1274117, кл, Н 02 P 8/00, 1987. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЬ1РЕХФАЗНЬПЧ

ШАГОВЬ11"; ДВИГАТЕЛЕМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ДРОБЛЕНИЕМ ШАГА (57) Изобретение относится к электроИзобретение относится к области управления электрическими машинами и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым двигателем.

Цель изобретения — увеличение КПД шагового двигателя с насыщенной магнитной системой путем уменьшения числа одновременно включенных фаз и изменения циклограммы их переключения.

На фиг. 1 и 2 показаны пиклограмма напряжений на фазах двигателя при коэффициенте дробления К = 6 и номограмма результирующего магнитного момента при К = 6; на фиг. 3 и 4 — то же, соответственно, но при К = 8.

Способ управления четырехфазным шаговым двигателем с электрическим дроблением шага заключается в следующем.

При выбранном коэффициенте К дробления шага каждая фаза четырехфазного двигателя с насыщенной магнитной л системой в течение ь = --- тактов

„„ЯУ„„1552341 А1 технике и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым двигателем с насыщенной магнитной системой. Пель изобрет ения — увеличение

КПД двигателя путем уменьшения числа одновременно включенньж фаз и изменения циклограмм их переключения. Способ обеспечивает восьмиугольную диаг рамму изменен ия резуль тирующего магнитного момента, при неравномерной величине дробного mara, компенсирующей нелинейность магнитной системы.

Одновременно включены две фазы. 4 ип., 1 табл.

К+1 при четных К и в течение

2 тактов при нечетных К находится под номинальным напряжением питания U (л К+2 двигателя, потом В течение l л тактов при четных К и в течение

К+1 СЛ вЂ” — — тактов при нечетных К ступен2 чато снижают напряжение ступенями Ю

U затем в течение тактов, число

CQ

К-4 которых равно э = --4 в при К, кратК-3 ных 4 и целой части дроби — — — при

Ф 4

К, некратных 4, ступенчато снижают

2U напряжение ступенями — — выдержи- фв у 9 вают фазу без напряжения в течение

3 ( ь = 2К тактов, если К ипи К+1 кратны 4, и в течение ь = 2К+1 тактов, если K или К+1 некратны 4, затем для случаев, при которых К или К+1 крат/ ны 4, в течение одного такта (ь = 1) 1 552341 повьппают напряжение на одну ступень

U величиной — — (в остальных случаях к

Ф когда К или К+1 некратны 4, послед5 нюю операцию на проводят) . В дальнейшем ступенчато повьплают напряжение

2U

Г ступенями — — — в течение тактов

К-4 — — — при К, кратных 4, и в течение 10

К тактов равных целой части дроби ——

Э

4 при К, некратных 4. После этого ступенчато повышают напряжение ступеняU К ми в течение ь — — тактов при

К

К-1 четных К и в течение ь = — — — так2 тов при нечетных К. Этьи завершается один полный цикл управления переключением фазы четырехфазного двигателя. 20

Остальные циклы аналогичны первому

on ис а иному .

В общем случае период повторения управляющих линейно-ступенчатых на"

25 пряжений определяется выражением Т =

4К t a сдвиг фаз между ними — четверть периода К t,где t — длительность одного такта переключения фаз, Для удобства пользования способом в таблице приведены параметры Т, — 3О

Ф при значениях К = 3 + 13.

При использовании этого способа дробления шага геометрическое место распределения вектора результируюше35

ro момента четырехфазного двигателя по полю получается 8-угольным f, достаточно близким к круговому распределению) в отличие от известных способов, обеспечивающих 4-угольное рас- О пределение. Эта особенность позволяет существенно повысить плавность (равномерность} хода двигателя

Кроме того, углы поворота вектора суммарного электромагнитного момента двигателя в зонах основных электрических положений ротора (под полюсами} получаются больше аналогичных углов между этими зонами, Это позволяет в значительной степени компенсировать нелинейности четырехйазного.двигателя с насыщенной магнитной системой и тем самым существенно повысить точность отработки дробных шагов по всему лов лю двигателя. Благодаря созданию спе55 циального (нелинейного) з,акона ступенчатого поворота вектора электрического состояния двигателя (фиг.2 и 4) компенсируется уменьшение. иеинтенсивности изменения магнитного потока в воздушном зазоре под полюсами двигателя и ротор отрабатывает практически равномерные дробные шаги.

Способ позволяет уменьшить потребление энергии, повысить КПД двигателя, поскольку в каждом такте переключения под напряжением питания находятся всего две фазы двигателя.

Формула из об ретения

Способ управления четырехфазным шаговым двигателем с электрическим дроблением шага на К частей, включающий питание фаз постоянным напряжениК ем в течение †„- тактов при четных К

1(+ l и в течение -- — — тактов при нечет2

HbtK К и линейно-ступенчатое изменение управляющих напряжейий. на фазах, сдвинутых одна относительно друга на четверть периода, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения КПД шагового двигателя с насыщенной магнитной системой путем уменьшения числа одновременно включенных фаз и изменения циклограмм из пер ключеК+2 ния в теч ен ие — — - тактов п ри ч етн ых

K+I

К и в течение — — — тактов при нечетных К ступенчато снижают напряжение и ступенями по "-- где U — напряжение

К питания двигателя, затем в течение

К-4 тактов число которых равно

4 при К, кратных 4, и целой части дроК-3 би — — — при К некратных 4 ступен4

У Ф чато снижают напряжение ступенями

2U выдерживают фазу без напряжения в течение 2К тактов, если К нли (К+1) кратны 4, и в течение (2К+1 ) тактов, если К или (К+1) некратны 4, затем при К или (К+1), кратных 4, в течение одного такта повьппают напряжение на

U одну ступень величиной, далее ступенчато повьппают напряжение ступе2U К-4 нями -- — в течение числа тактов

К 4 при К,. кратных 4, и в течение числа тактов, равных целой части дроби

К вЂ” — при К, некратных 4, после чего

1552341

К-1 повьп аот напряжение ступеК течение — — тактов при

2 ступенчато

U нями в

К четных К и в течение — — — тактов

9 при нечетных К.

Фие. У

4

6

8

tl

12

2

3

4

5

6

2 0

3 0

3 0

4 0

4 1

5 1

5 1

6 1

6 2

7 2, 7 2

8

11

13

l4

16

19

21

22

24

1

0

1 !

0

1

0

1

1

2

2

1.

2

3

4

5

12

16.

24

28

32

36

44

48

1552341

1552341

Составитель В. Алфимов

Редактор Е.Папп Техред М.Дидык, Ко р рек то р А. Об руч а р

Заказ 339 Тира!к 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101