Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления, страница 28

7. 12. Соатпошепве мезшу выходиьиа~ спнмламн датчаке положеная ротора н паложенпямн ревновесжл прн одпофазном упрзввенпп должны быль возбуждены, приведены для направления по чзсовой стрелке в табл. 7.1, против — в табл. 7.2. Для примера рассмотрим строку дпя угла коммутации в 1,5 шага. Когда ротор пересекает точку коммутации Ю, фаза 2 включается, а 3 возбуждается. Расстояние от 52 до спа лующего положения равновесия для возбужденной фазы 3 равно 15 шага.

Бсли в 52 позбужцается фаза 4, то угол коммутации составляет 2,5 шага, как это показано в шестой строке. Таким образом, однофазное управление включает углы коммутзцвм 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 н 3,5 ша- Т а б л н л а 7.1. Сввзь упюв коммугалпп, паложепвй равновесна длв оляо4мзнаго возбузшпшв я вазбуждавеых 4жз дпв чюырез4взвого дввгателя е веаревлеапем врвщеняя по честовой сгрешсе. Пермслвмаппг осушествлюетсв а положеввлх равновесна для двух4жзпого возбузщешж Угол ком- б! 82 ЗЗ 54 85 36 муз жгвв Прпмсчеппе Р! РЗ РЗ РВ Р! Р2 0 4,1 1,2 2„3 3,4 4„1 № 1 0,5 1 2 3 4 1 № 2 Остпеовка 1,0 1,2 2,3 3,4 4,1 1,2 №3 1,5 2 3 4 1 2 №4 Поворот 2,0 2,3 3,4 4,1 1,2 2,3 №5 Ускоренне 2,5 3 4 1 2 3 №6 3,0 3,4 4,1 1.2 2,3 3,4 №7 3,5 (-0,5) 4 1 2 3 4 №З Торможение П р и м е ч а н н е. Р!.

Р2, РЗ, Рс — положшпа равновесна длв одпо4мзного возбужлшвл. 1, 2 ... — тоюсн переключспвя. №1 — зффектввное торможенпе; нет гарзатвн реверса. №2 — слабое торможснпе; попользуется пля конечного позншюнпровення. №3 — плоха двя вршснпя. №4 — хорошпй запуск, медленное вржпшве. №5 — хороший запуск-ускорснпе. №6 — нет запуска двпгвтвш, по обеспечвзаегса высокаа шсюта врешснвп. №7 — запуск двпгатглв в протпвоположпом напраюкмпп, обеспечпвеет самую высокую частоту врашеппл в прюеом направленвв №8 — хорошее торможенне. 166 Т а б л и ц е 7.2.

Связь угяов иоимутецви, полонений равновесие для одиофюиого возбуждения и позбуждееммх биа дли четмрехбизпого двигателя с неирввлитием вранеиме против часовой стрелки. Переключения еоверюеютсп в полонениях рюповеевя длв двухбизного возбуждеиия Угол кем- 51 52 53 54 55 Зб му!елки Примечание Р1 Рг Рр Ре Ру Рг №2 Оетепавкл №з №4 Поворот №5 Ускорение №б №7 №а Тормакенке о 1,2 2,3 3,4 4,1 аз 2 З 4 1,О !.г 2,3 З,е 1,5 4 1 2. 3 2,0 3,4 4,1 1,2 2,3 2,5 з з,о 2,3 3,4 4,1 1,2 3,5 ! — 0,5) 2 3 4 1 П р п и е ч а н и е. Смотри прпменние к табл, 7.1 1,2 ! 4,1 4 3,4 3 2,3 2 гв. Угол коммутации 3,5 шага можно рассматривать как — 0,5 шага.

Если в 52 прм вращении по часовой стрелке возбуждаются фазы 2 и 3, как это показано в третьей строке, то угол коммутации равен 1,0 шага, так как слапттошей является точка 33, отстоящая от Л2 на один шаг. Двухфазное упрюшение включает углы коммутации 0; 1,0; 2,0 и 3,0 шага. В табл. 7 1 представлены точки коммутации для положений равновесия при двухфазном управлении. Если датчик установлен так, что моменты (точкн) коммутации расположены в положениях равновесие дпя однофазного управления, то соотношение между углами коммутации и фазами, которые должны быль возбуждены, такие, как показано в табл. 7.3 и 7.4.

7,2.6. Угол коммутации при пуске и вращении ротора. Когда система сконструирована твк, чтобы в положении равновесия ротор находилсл посреди промежутка между двумя точками коммутации, угол коммугапим при остановке нли запуске меньше, чем прм вращении, иа 05 шага. Этот факт следует из табл.

7.1, если конечное позиционированме выполняется по однофазной схеме управления. Зля того чтобы установить ротор в положение Р1 необходюио возбудил только фазу 1, а для перевода ротора в положение равновесия Р2 следует возбудить фазу 2, что соответствует второй строке в табл. 7.1 как для врюцения по, так и против часовой стрелки (табл. 7.2). Когда двигатель останавливается при таком управленим, угол коммутации равен нулю. Но если он врюцается в каком-либо направлении, то угол будет равен 05 шага. Разница в 05 шага имеет также место к при других схемах управления. Предположим, что вначале двигатель находится в положении Р1 с возбужденной обмоткой фазы 1, затем запускается в направлении по часовой стрелке при управлении, задаваемом пятой строкой таблицы, т.е.

с углом коммутации, при вращении равныл! 2 шагам. Теперь возбуждаются фазы 3 и 4 и положение равновесия при этом располагается в точ- 167 Т з б л и и а 7,3, Связь углов коммугацяи, пововяюиа равновесна и возбумцаемых фез даа мтырехбнэмога дввгатела с взаревлемвем врмцеине по часовав стрелке. Перекжетемля совершаются в лалояналях рзавовесая даи адяабюзвога возбугквпгая Угол ком. 5200 51 52 53 54 мутации Р4 Рч! Р( Ргг Р2 Рзз РЗ Рзч Р4 4 1 2 3 4,1 1,2 2,3 3,4 1 2 3 4 1,2 2,3 3,4 4,1 2 3 4 1 2,3 3,4 4,! 1,2 3 4 1 2 3,4 4,1 1,2 2,3 ч з я и е. Р1, Р2, РЗ и Р4 — попожппю равмовесил для одвофюмого Ргг, Ргз, Рз4 и Рч! — положения равповесюз длз двухбизпаго воз- 2 ...

— точки переключения, которые в мпм случае отличаютса от в табл. 72, 7.2. ке 54, которая отстоит от Р1 на 15 шага. Таким образом, пусковой угон коммутации меньше на 0,5 шага. Разница в углах коммутадии при запуске и вращении обусповяиваст то, что четырехфазный двигатель может быть запущен в требуемом направпении по схеме с 2-шаговым углом коммутации. Если этот угол при запуске также положить раиным 2 шагам, то напрввдение вращения не будет определено. 7.2.7.

Угол коммугвцви ири ускорении и тормоаевии. Еспи оствновденный двигатель требуется разогнать, то угол коммутации донжен быть больше 1 шага. На рис. 7.13 приведены зависимости частоты вращения от углов коммутации 1,0; 1,5 и 2,0 шага (момент инерции нагрузки 5,28 1(Гз кг.мг). Эти зависимости измерены ддя той же самой комбн- Т з бл я ц а 7,4. Связь углов коммутации, моиоинммб равновесии и возбужчэемых бюз дав четырехфэзиего двю'атеиа с изпреюминем врмиппзв против чэсоваа стрелки.

Переключеиии еовермвюгея в положениях равновесия два одкафаэиого воэбуждевия Угол ком- 5200 мугапми Р4 Рч! Р( Ргз Р2 Ргз РЗ Рзч Р4 0 1 2 0,5 4,1 1,2 1,0 4 1 1,5 3,4 4,1 2,0 3 4 2,5 2,3 3,4 3,0 2 3 3,5 (-0,51 1,2 2,3 П р и м е ч а н и е. Смотри прпмечанме к табл, 7лс 3,4 3 2,3 2 1,2 1 ° 4,1 1ба 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 ( — 0,5) Приме возбуждении. бузщепив.

1, точек 1, 2.... 3 2,3 2 1,2 1 4,1 3,4 Р и с. 7. 13. Заажимосш часпггы вращении от чнс. ла шагов пря углах коммутации 1,о Ц); 1,5 (г); 2,0 шага (3) Ошп случал ускоренна) у го со Оо Оо гоо уга ио гоо гоа гоо Омешееие, шаг Р н с. 7. 14. Завнпамость частоты армяснвп от числа шагов прк ут. лах коммутапви о (1); — 0,5 (г); 0,5 Ш) шага (лпа спучап тормопсвиа) ву га уо 40 5О Оо 70 Оо ОО 100ЛО ОмеШепие, шсг нации двигатель — система управления, которая была использована для получении характеристик максимальной частоты вращения (см.

рис. 7.8) . Очевидно, что схема управления с одношаговым утлом коммутации разгоняет двигатель менее эффективно, в то время как с двухшаговым обеспечивает достаточное ускорение. Если утоп коммутации увеличить после того, как двигатель достиг определенной частоты вращения, то ускорение становятся более эффективным.

Для тормолгения ротора угол коммутации нужно свести к нулю или некоторому небольшому значению. На рис. 7.14 показаны зависимости частоты вращения от числа шагов при углах — 0,5; 0; 0,5 шага и таком же моменте инерции нагрузки. 7З. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ, )КПОЛЬЗУПЛЦАЯ МИКРОПРОЦЕССОР В 131 предложено применить дли управления ШД с обратной связью большой либо малый микропроцессор.

Так как в настоящее время микропроцессоры достаточно дешевы, использование их дпя управления ШД стало очень юпересной инженерной проблемой. Рассмотрим мюсропроцессорную систему с обратной связью 141 для управления четыршь фазным гибридным ШД с углом шага 1,8'. Длп этих целей был использован мюсропроцсссор типа 8080А. Выбор угла и расположение точек коммутации основано на дшннвх табл. 7.1. В качестве датчика положения ротора использовали трехканальный оптический датчик.

Каналы А и В выполняли те же самые функции, какие описаны в 7.25. Третин ш-з . Ио 169 '- .1576 . горо л пй ГООО ~ еао 88 чп г сна ФУА)О ~ СОО й Ри с. 7. 15. Зеаашмоств частоты ерещммв от иоловеиие: е — удоелетаорителымл; б — аеудовлетаорительвеа; 1 — коиешое ооловеаве канал Я генерировал один импульс за оборот и использовался дпв определения положения ссылки, 7З.1. Задлш мвасропратассара. На рис.

7.15 показаны две зависимости чистоты вращения от угла, построенные при управления ШД с обратной связью. На рис. 7.15, а показан пример, в котором ШД запускается с требуемым углом коммутации, ускоряется при другом его значении и ючинает торможение в момент, с которого частота враще. ння быстро уменьшается и стэновитсв равной пулю как раз в требуемом положении. Для запуска и ускорения использовали утсл коммутации более 1 шага, а дли торможений нулевой влп отрпплтельнмй.

На рис. 7.15, б представлен неудачнмй пример управлыпш. Торможаыие начинается тогда, когда обнаружено конечное положение. Но двигатель не может остановптьси моментап но и будет вращаться по ннерцви. Для приведения ротора в нужное положение он должен врыцатьса в обратном неправде. пии с установлением соответствующего угла коммутации. Зависимость частоты врюцения от углового положенив ротора может быть колебательной, как показано на рнс. 7.15, б. Микропроцессорная система используашя здесь дпя определения наилучшего времени изменения углов коммутацви. На рис. 7.16 показана схема системы, в которой логяческий блок вьпюсен за макропроцессор.

Сигнал позшшопироваипя поступает в блок формирования сигнала, который управлпет движением ротора и обменивается информацвей с микропроцессором. Математнческое обеспеченне должно быть Р и с. 7. 16. Системе улревлевва с дотачесавм скоком, еывесевиым зе макроаропеаор: 2 — микроаропессор; 2 — команды увревле. лиа; 3 — лрогрпеме обучеика в выволаеава; 4 — моивтор; 5 — коммутатор в лопсчмвлй блок; б — олнемскав датчик иоаопеввв ровна; у — лиговки пмпчмвь; р — выручке 170 Рв с. 7. 17. Структуриеа схема системы уврэвлеюи: з 1 — блок геверецвв еремеевых свпмиов и оаремлевпв изправлеюи врелааел; 2 — юэловиый апвеи; Я - аюрзилыюе врзюсвюц 4 — времеююй импульс; 5— счетчик фазы; б — логаческвй блок; 7 — всю аик поспюивого токе; 8- козпеутетор деигвтеял; У вЂ” рпепзз/ваприелеиве; 10 — выходной порт 2; 11 — счетчик текупшго полоамвтв; 12- входной порт 1; 15 — счсгюк ошибют; 14 — генератор апис. ле измеимюп угле коммутация; 15 — сишпп опюбпв; 16 — ресстоливе (вебор 1/1 17 — угол коммутмэю; точка измевевиа (набор 2); 10 — входиые порты 2 и 3; 10 — выхоююй аорт 1; 20 — входные порты 3, 4 в 5; 21 — писгруювю суперепзору; 22 — иегруэка; 25 — дьвтчмпь( 24 — амюк воиокыюа ротора; 25 — щедес.