FR2749111A1 - Procede d'attaque d'un moteur pas a pas - Google Patents
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Abstract
Le procédé pour attaquer un moteur pas à pas (1) dans lequel un stator (6) comportant une pluralité de phases (2, 3, 4, 5) constituées de bobines (8, 9) est disposé autour d'un rotor (7), une force électromagnétique d'attraction ou de répulsion est engendrée entre le stator et le rotor par l'application d'un courant d'excitation aux bobines, et la force électromagnétique est commutée par commutation des courants d'excitation fournis aux phases respectives d'une manière successive, d'où la rotation du rotor, est caractérisé en ce que le courant d'excitation est commandé avec une attaque à micro-pas dans une zone d'accélération/décélération à basse fréquence à l'instant de la rotation à basse vitesse et à l'instant de la rotation à haute vitesse du moteur.
Description
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La présente invention concerne un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas et, plus particulièrement, un procédé pour attaquer un moteur pas à pas utilisé comme source motrice d'un mécanisme d'entraînement du chariot d'une imprimante ou d'une
machine d'alimentation en papier.
Une imprimante du type sériel dans laquelle un enregistrement est exécuté de manière répétitive, alors qu'un chariot sur lequel la tête d'impression est montée se déplace le long d'une platine, entrainant la tête de manière sélective de façon à imprimer une partie d'une ligne sur un imprimé d'enregistrement, faisant avancer l'imprimé selon une partie de la ligne après l'exécution de l'impression de cette partie, et enregistrant une nouvelle ligne, est largement utilisée comme appareil de sortie d'un ordinateur ou d'un
appareil de traitement de texte.
En outre, dans une telle imprimante du type sériel, on utilise généralement un moteur pas à pas de manière à commander l'attaque du mécanisme d'entraînement du chariot ou du mécanisme d'introduction du papier. Le moteur pas à pas est utilisé pour les
raisons suivantes.
1. L'angle de rotation du moteur est proportionnel au nombre des impulsions d'entrée, et
aucune erreur cumulée n'est produite.
2. La vitesse de rotation du moteur est proportionnelle à la vitesse des impulsions d'entrée, et un fonctionnement synchrone précis est possible et la
zone de commande est large.
3. Les caractéristiques de démarrage et d'arrêt sont excellentes, et le fonctionnement à une fréquence constante est possible à la fréquence propre
ou à une fréquence inférieure.
4. La caractéristique de réponse est élevée,
et la sortie l'est également.
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5. Il est possible de commander la position en produisant seulement une impulsion d'entrée en
fonction de la position-cible.
6. Il est possible de disposer d'une commande numérique. Un moteur pas à pas comporte, comme cela est représenté dans sa structure de principe en figure 9, un stator 6 ayant des premier (A), second (B), troisième (C) et quatrième (D) pôles (phases) 2, 3, 4 et 5 disposés à des intervalles de 90 degrés par exemple, et un rotor 7 constitué d'un aimant permanent rotatif ayant un pôle N et un pôle S à un intervalle de 180 degrés, et un arbre de sortie (non représenté) est connecté au rotor 7. En outre, une première bobine 8 est enroulée autour des premier (A) et troisième (C) pôles magnétiques 2 et 4, et une seconde bobine 9 est enroulée autour des second (B) et quatrième (D) pôles magnétiques
3 et 5.
Lorsqu'un courant d'excitation est appliqué aux bobines 8 et 9 des phases respectives du stator 6 de manière à provoquer la rotation d'un tel moteur pas à pas 1, un champ magnétique est produit par ce courant, et une force électromagnétique d'attraction ou de
répulsion est engendrée entre le stator 6 et le rotor 7.
La force électromagnétique exercée entre le stator 6 et le rotor 7 est changée par commutation successive de ce courant d'excitation, ce qui produit un couple pour
mettre le moteur en rotation.
La figure 10 est un schéma sous forme de blocs d'un circuit intégré pour attaquer un moteur pas à pas du type général. Comme représenté en figure 10, un circuit intégré 10 d'attaque de moteur est constitué d'un circuit de commande 11, d'un circuit d'attaque 12 et d'une alimentation 13. Le circuit de commande 11 a comme fonctions de procéder aux commandes suivantes: la variation de la tension d'entrée, la vitesse de rotation et son sens, une distance et un angle autre qu'une interface d'entrée, et exécute la commande du minutage
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de l'impulsion fournie au moteur pas à pas 1. En outre, le circuit d'attaque 12 est un circuit servant à distribuer les signaux pulsés provenant du circuit de commande 11 et à les amplifier de manière à exciter les phases respectives du moteur pas à pas 1 selon une certaine séquence. Comme alimentation 13, deux types, l'un pour l'attaque du moteur pas à pas et l'autre pour
un circuit intégré, sont nécessaires.
En outre, il existe un système d'attaque unipolaire et un système d'attaque bipolaire comme
système d'attaque du moteur pas à pas 1.
L'attaque unipolaire est un procédé pour appliquer un courant aux bobines respectives dans un sans seulement en connectant l'un des transistors 21, 22, 23 et 24 à des bobines respectives, comme cela est représenté par exemple en figure 11, et en rendant conducteurs les transistors respectifs. Contrairement au cas précédent, dans l'attaque bipolaire une multitude de transistors 25, 26, 27 et 28 sont connectés aux bobines
respectives comme cela est représenté en figure 12.
Procédant à une description en liaison seulement avec la
phase A, un courant dans le sens A est appliqué au moment du fonctionnement en rendant conducteurs le premier transistor 25 et le quatrième transistor 28, et un courant circulant dans le sens inverse B en rendant conducteurs le second transistor 26 et le troisième transistor 27. Dans l'attaque unipolaire, la structure des circuits est simple par rapport au système d'attaque bipolaire car le nombre des transistors est réduit de moitié. D'autre part, le système d'attaque bipolaire présente l'avantage qu'on peut obtenir un couple du moteur plus élevé qu'avec le système d'attaque unipolaire lorsque l'énergie électrique est la même. En outre, le procédé d'attaque du moteur pas à pas 1 de la présente invention qu'on décrit ultérieurement
s'effectue par attaque bipolaire.
De plus, le système d'application d'un courant d'excitation comprend l'excitation de la phase
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1, l'excitation de la phase 1-2, l'excitation des phases 2-2, etc. Le procédé d'attaque ci-dessus d'un moteur pas à pas 1 par une excitation de la phase 1 est un procédé d'attaque de base pour exciter les phases respectives, phase par phase, de manière consécutive de manière à faire tourner le moteur pas à pas suivant l'angle d'un pas de base. Bien que la précision angulaire soit élevée, ce procédé a l'inconvénient que le couple moteur est faible, et que le rendement énergétique est bas. Par conséquent, ce procédé n'est pas souvent utilisé. En outre, l'angle du pas lors de l'attaque par l'excitation de la phase 1 est désigné
angle de pas de base.
Le procédé d'attaque ci-dessus d'un moteur pas à pas 1 par une excitation des phases 2-2 est un procédé consistant à toujours exciter deux phases mutuellement adjacentes au même instant et à commuter l'excitation d'une phase à la fois. Comme deux phases sont toujours excitées, le rendement énergétique est grand et une sortie élevée peut être obtenue pour la même tension d'alimentation du moteur; en outre, le moteur pas à pas fonctionne avantageusement vis-à-vis des vibrations telles que les dépassements du rotor. Par conséquent, ce procédé est largement utilisé comme
procédé pour attaquer le moteur pas à pas 1.
En outre, le procédé, mentionné ci-dessus, d'attaque d'un moteur pas à pas 1 par l'excitation des phases 1-2 est un procédé consistant à répéter l'excitation de la phase 1 et l'excitation des phases 2-2 de manière alternée. Etant donné que la position d'arrêt du rotor par l'excitation de la phase 1 et la position d'arrêt par l'excitation des phases 2-2 sont décalées l'une de l'autre de 1/2 angle du pas de base, la sortie peut être obtenue en répétant ces deux états d'excitation de manière alternée. Ainsi, la résolution est doublée par rapport à l'autre procédé d'attaque, ce qui permet d'exécuter une avance fine du pas. En outre,
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le moteur pas à pas peut être entraîné avec un faible bruit, et un entraînement stable peut être exécuté à vitesse élevée. Par conséquent, on emploie ce procédé lorsqu'il y a lieu d'obtenir une quantité rotationnelle précise. Cependant, dans un tel procédé d'attaque d'un moteur pas à pas 1, lorsque l'alimentation est augmentée dans le but d'assurer le couple au moment du fonctionnement à haute vitesse, il y a production d'un couple excessif dans la zone des basses vitesses, et des
vibrations et des bruits sont engendrés.
De manière à résoudre ce problème, on
emploie un procédé d'attaque appelé attaque par micro-
pas par un système hacheur à courant constant dans lequel l'angle du pas déterminé mécaniquement à partir de la structure du moteur pas à pas 1 est fractionné d'une manière encore plus fine au moyen d'un circuit électronique et le rotor du moteur pas à pas 1 est attaqué de manière à tourner régulièrement. On décrira ici le cas o l'attaque à micro-pas a été exécutée par une attaque bipolaire avec une excitation des phases 2-2. Les états du changement du courant d'excitation au moment de l'attaque à plein pas (PP) et au moment de l'attaque à micro-pas (MP) sont représentés en figure 13. Lorsque la caractéristique de l'angle du couple du moteur pas à pas 1 est sinusoïdale, une rotation sans à-coup avec une faible fluctuation du couple devient possible en appliquant un courant d'excitation sinusoïdal tel que celui représenté en figure 13. Ce courant d'excitation sinusoïdal est formé en fractionnant une période en une multitude de périodes au moyen d'un circuit de commande. La figure 13 représente le cas o une période a été fractionnée en 40 parties, mais, étant donné que cela signifie que l'angle du pas de base a été fractionné en 10 portions,
la résolution devient 10 fois plus grande qu'auparavant.
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En outre, le nombre des fractionnements peut être établi
de manière facultative.
Dans un système hacheur à courant constant classique dans une attaque à micro-pas, un courant constant est obtenu en utilisant l'un ou l'autre des procédés décrit ci-après. Le circuit d'attaque à hacheur à courant constant est structuré, comme le représente la forme d'onde du courant de la figure 14, de manière à maintenir un courant constant en fournissant un état OUVERT (OUV) du courant pendant une période prédéterminée lorsque la valeur du courant d'alimentation atteint une valeur de consigne, et en ayant ensuite de nouveau un état FERME (FERM) de sorte que la valeur du courant d'alimentation présente une
valeur donnée.
En outre, selon un premier procédé permettant d'obtenir le courant constant, dans le circuit d'attaque représenté en figure 12, un premier transistor 25 et un quatrième transistor 28 sont rendus CONDUCTEURS dans l'état FERME de l'alimentation, et lorsque la valeur du courant d'alimentation atteint la valeur de consigne, le premier transistor 25 est rendu NON-CONDUCTEUR alors que le quatrième transistor 28 est maintenu à l'état CONDUCTEUR. Alors, bien que le courant d'excitation diminue progressivement, un fonctionnement dans lequel le premier transistor 25 est amené à l'état CONDUCTEUR, le courant est augmenté jusqu'à la valeur de consigne, et le premier transistor 25 est de nouveau rendu NON-CONDUCTEUR, est répété à l'issue d'un certain laps de temps. En outre, selon le second procédé, dans le circuit d'attaque représenté en figure 12, il y a répétition d'un fonctionnement dans lequel le premier transistor 25 et le quatrième transistor 28 sont rendus
CONDUCTEURS, le premier transistor 25 est rendu NON-
CONDUCTEUR et le quatrième transistor 28 est également rendu simultanément NON-CONDUCTEUR lorsque la valeur du courant d'alimentation atteint la valeur de consigne, la valeur du courant est réduite de manière radicale, le
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premier transistor 25 et le quatrième transistor 28 sont rendus CONDUCTEURS de façon à augmenter le courant jusqu'à la valeur de consigne, et le premier transistor et le quatrième transistor 28 sont de nouveau rendus NON-CONDUCTEURS lorsqu'un certain laps de temps s'est écoulé. On remarquera que seul le courant d'excitation dans la phase A a été expliqué dans la
description précédente, mais une commande similaire est
également faite lors de l'échelonnement des courants
d'excitation concernant les autres bobines de phase.
Selon le premier procédé, il y a une absence de conformité telle que, bien que les ondulations du courant puissent être réduites comme cela est représenté en figure 15, le courant d'excitation est déformé, et il y a accroissement de la production de chaleur dans le
moteur pas à pas.
Dans le second procédé, l'absence de conformité est telle que les ondulations du courant sont augmentées comme cela est représenté en figure 16, d'o l'accroissement des pertes du moteur, et le couple est réduit. En outre, étant donné qu'il est nécessaire pour l'attaque à micro-pas au moment de la rotation à haute vitesse de fractionner un pas (impulsion) encore plus finement en donnant une impulsion d'attaque à haute fréquence, il y a une absence de conformité telle que le
courant d'attaque et sa commande deviennent compliqués.
On a proposé comme procédé d'attaque d'un moteur pas à pas pour surmonter les problèmes d'un tel procédé classique, un procédé dans lequel le moteur est entraîné par un système d'excitation normal au moment de la rotation à haute vitesse, l'attaque à micro-pas est exécutée au moment de la rotation à basse vitesse, et le courant à l'instant OUVERT au moment de l'opération de hachage pour le courant constant fourni à l'instant de l'attaque à micro-pas est réduit en combinant
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l'atténuation à haute vitesse à l'atténuation à basse vitesse. Selon un tel procédé d'attaque, il est possible de rendre plus petite l'ondulation du courant, donc de contrôler la production de chaleur et des vibrations au moment de la rotation à basse vitesse du
moteur sans compliquer le circuit de commande.
Cependant, dans un tel procédé d'attaque d'un moteur pas à pas, la tension de référence correspondant à la première bobine 8 enroulée autour de la phase A et de la phase C et à la seconde bobine 9 enroulée autour de la phase B et de la phase D d'un circuit intégré d'attaque de moteur 10 est une onde sinusoïdale comme le montrent les formes d'onde des figures 17A et 17B au moment de l'attaque à micro-pas, et les courants d'excitation fournis aux bobines 8 et 9 respectives sont également sinusoïdaux comme le montrent les figures 18A et 18B sur la base de la tension de référence. Lorsqu'on examine la somme des courants d'excitation dans la première bobine 8 et la seconde bobine 9, on trouve que l'ondulation de la somme des
courants est produite comme le montre la figure 18C.
Lorsque la figure 18C est mise à grande échelle (figure 19), on voit que la somme des courants a un pic toutes les fois que le courant d'excitation de la première bobine 8 et que le courant d'excitation de la seconde bobine 9 se chevauchent. Une telle ondulation de la somme des courants devient une ondulation du couple du moteur pas à pas, et constitue l'une des raisons de la production des vibrations au moment de l'attaque à micro-pas. Un objet de la présente invention est de fournir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas capable de maîtriser les vibrations au moment de l'attaque à micro-pas sans que le circuit de commande
devienne compliqué.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas
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dans lequel les vibrations dans les zones d'accéléra-
tion/décélération à basse fréquence au moment de la rotation à basse vitesse ou au moment de la rotation à
haute vitesse sont maîtrisées.
Un autre objet encore de la présente invention est de fournir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas de manière à exécuter une attaque à micro-pas dans la zone d'accélération/décélération à basse fréquence au moment d'une rotation à faible vitesse et au moment d'une rotation à vitesse élevée du moteur lors d'un pas par commutation de la phase par une attaque bipolaire, ce qui a pour effet de rendre régulière la rotation de l'induit du rotor d'un moteur pas à pas dans la zone d'accélération/ décélération à basse fréquence au moment de la rotation à faible vitesse et au moment de la rotation à haute vitesse dans
le but de rendre minimales les vibrations.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas capable d'éviter la production de l'ondulation de la somme des courants et de supprimer les vibrations au moment de l'attaque à micro-pas sans rendre le circuit de commande compliqué, en formant un courant d'excitation fourni aux phases respectives suivant un
courant à onde hachée par l'attaque à micro-pas.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas dans lequel le niveau des vibrations du moteur a été amélioré en appliquant un courant d'excitation constitué d'un courant à onde hachée obtenu en appliquant une polarisation aux bobines respectives du moteur pas à pas. La présente invention sera bien comprise
lors de la description suivante faite en liaison avec
les dessins ci-joints, dans lesquels: La figure lA est un diagramme du changement de la vitesse d'un moteur pas à pas au moment de la rotation à faible vitesse selon la présente invention;
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La figure lB est un diagramme du changement" de la tension appliquée à chaque phase d'un moteur au moment de la rotation à faible vitesse (la partie représentée avec une onde en dents de scie indique les positions d'attaque par l'attaque à micro-pas); La figure 2A est un diagramme du changement de la vitesse d'un moteur pas à pas au moment de la rotation à haute vitesse selon la présente invention; La figure 2B est un diagramme du changement de la tension appliquée à chaque phase d'un moteur au moment de la rotation à haute vitesse (la partie représentée avec une onde en dents de scie indique les positions d'attaque par l'attaque à micro-pas); La figure 3 est un diagramme du courant d'excitation selon un mode de réalisation d'un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas selon la présente invention; La figure 4A est un diagramme de la tension de référence correspondant à la première bobine d'un circuit intégré d'attaque de moteur selon un mode de réalisation d'un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas de la présente invention; La figure 4B est un diagramme de la tension de référence correspondant à la seconde bobine d'un circuit intégré d'attaque de moteur d'une façon similaire au cas précédent; La figure 5A est un diagramme de forme d'onde représentant le courant d'excitation de la première bobine selon un mode de réalisation d'un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas de la présente invention; La figure 5B est un diagramme de forme d'onde représentant le courant d'excitation de la seconde bobine d'une façon similaire au cas précédent; La figure 5C est un diagramme explicatif, représentant la somme des courants d'excitation de la première bobine et de la seconde bobine; il 2749111
La figure 6 est un diagramme à grande-
échelle de la figure 5C; La figure 7A est un diagramme de forme d'onde représentant la tension de référence à laquelle une polarisation est appliquée, correspondant à la première bobine du circuit intégré d'attaque de moteur selon un autre mode de réalisation d'un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas de la présente invention; La figure 7B est un diagramme de forme d'onde représentant la tension de référence à laquelle une polarisation est appliquée, correspondant à la seconde bobine du circuit intégré d'attaque de moteur d'une manière similaire au cas précédent; La figure 8A est un diagramme de forme d'onde représentant le courant d'excitation auquel une polarisation est appliquée de la première bobine selon un autre mode de réalisation d'un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas de la présente invention; La figure 8B est un diagramme de forme d'onde représentant le courant d'excitation auquel une polarisation est appliquée de la seconde bobine d'une manière similaire au cas précédent; La figure 8C est un diagramme explicatif de la somme des courants d'excitation auxquels une polarisation est appliquée de la première bobine et de la seconde bobine; La figure 9 est un schéma de principe permettant d'expliquer la structure d'un moteur pas à pas; La figure 10 est un schéma sous forme de blocs d'un circuit d'attaque d'un moteur pas à pas; La figure 11 est un schéma explicatif, représentant un circuit d'attaque d'un moteur pas à pas d'un système unipolaire; La figure 12 est un schéma explicatif, représentant un circuit d'attaque d'un moteur pas à pas d'un système bipolaire;
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La figure 13 est un schéma permettant d'expliquer le changement du courant d'excitation au moment d'une attaque à plein pas (PP) et au moment d'une attaque à micro-pas (MP); La figure 14 est un schéma de forme d'onde du courant d'excitation dans un système hacheur à courant constant; La figure 15 est un schéma de forme d'onde, représentant le courant d'excitation au moment d'une atténuation à faible vitesse qui constitue un procédé d'attaque classique; La figure 16 est un diagramme de forme d'onde, représentant le courant d'excitation au moment d'une atténuation à haute vitesse qui constitue un circuit d'attaque classique; La figure 17A est un diagramme de forme d'onde, représentant la tension de référence correspondant à la première bobine du circuit intégré d'attaque de moteur selon un procédé classique d'attaque d'un moteur pas à pas; La figure 17B est un diagramme de forme d'onde, représentant la tension de référence correspondant à la seconde bobine du circuit intégré d'attaque de moteur, d'une manière similaire au cas précédent; La figure 18A est un diagramme de forme d'onde, représentant le courant d'excitation de la première bobine correspondant à un procédé classique d'attaque d'un moteur pas à pas; La figure 18B est un diagramme de forme d'onde, représentant le courant d'excitation de la seconde bobine d'une manière similaire au cas précédent; La figure 18C est un digramme explicatif, représentant la somme des courants d'excitation de la première bobine et de la seconde bobine; et La figure 19 est un diagramme à grande
échelle de la figure 18C.
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On décrira maintenant, en liaison avec les dessins, des modes de réalisation d'un procédé d'attaque
d'un moteur pas à pas selon la présente invention.
Un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas selon la présente invention est basé sur une attaque à hachage par le circuit d'attaque bipolaire mentionné précédemment. Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, l'attaque est exécutée par une excitation normale des phases 1-2 ou des phases 2-2 au moment de la rotation à haute vitesse du moteur pas à pas, et une attaque à micro-pas est effectuée dans la zone d'accélération/décélération à basse fréquence au moment de la rotation à faible vitesse et au moment de
la rotation à haute vitesse du moteur pas à pas 1.
En outre, dans un second mode de réalisation de la présente invention, l'attaque est exécutée par une excitation normale des phases 1-2 ou des phases 2-2 au moment de la rotation à haute vitesse et l'attaque à micropas est effectuée au moment de la rotation à basse vitesse, et un courant à onde hachée est employé pour le
courant d'excitation fourni à chaque phase.
En outre, dans un troisième mode de réalisation de la présente invention, le moteur pas à pas est attaqué en fournissant un courant d'excitation auquel une polarisation est appliquée dans le second
mode de réalisation.
Par ailleurs, le moment de la rotation à basse vitesse qu'on mentionne ici signifie l'instant d'attaque lorsque la largeur de l'impulsion d'attaque par pas est comprise entre environ 650 microsecondes et
millli-secondes.
La figure 1 et la figure 2 permettent d'expliquer la vitesse d'un moteur et la tension appliquée à chaque phase à cet instant dans un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas selon le premier mode de
réalisation de la présente invention.
La figure lA représente la vitesse du moteur pas à pas 1 au moment de la rotation à basse vitesse, et
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la figure lB représente la tension appliquée à chaque phase à ce moment là. En outre, la figure 2A représente la vitesse du moteur pas à pas 1 au moment de la rotation à haute vitesse, et la figure 2B représente la tension appliquée à chaque phase à ce moment là. En outre, dans la figure lB et dans la figure 2B, la partie représentée par la ligne en dents de scie indique la zone dans laquelle l'attaque est exécutée par une
attaque à micro-pas.
Comme représenté en figure 1, lorsque le moteur pas à pas 1 tourne à faible vitesse, il est commandé par une attaque à micro-pas pendant toute la zone entre la zone d'accélération (instants tO à tl) et la zone à vitesse constante (instants tl à t2) et la
zone de décélération (instants t2 à t3).
D'autre part, comme représenté en figure 2, le moteur pas à pas est commandé de façon que, lorsqu'il tourne à haute vitesse, l'attaque soit exécutée par une attaque à micro-pas seulement dans la zone o la largeur de l'impulsion d'attaque par pas est comprise entre trois fois la fréquence propre du moteur 1 (environ 650 microsecondes) et 10 millisecondes dans la zone o la rotation est accélérée jusqu'à une vitesse constante prédéterminée et la zone de décélération entre la vitesse constante prédéterminée et l'arrêt, c'est-à-dire entre seulement les instants tO et tl et les instants t4 et t5, et l'attaque est exécutée par un procédé
d'excitation normal dans les autres zones d'accéléra-
tion/décélération à haute vitesse et dans les zones à
faible vitesse.
A ce moment là, le courant est fourni par un système de hachage à courant constant, et un premier transistor 25 est rendu NON-CONDUCTEUR lorsque la valeur du courant atteint une valeur de consigne dans un circuit d'attaque représenté en figure 12 à l'instant de fractionnement respectif, mais l'état CONDUCTEUR et l'état NON-CONDUCTEUR d'un quatrième transistor 28 peuvent être choisis lorsque le premier transistor 25
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est rendu NON-CONDUCTEUR, et le quatrième transistor 28 est également rendu NON-CONDUCTEUR en même temps que le premier transistor 25 lorsque la valeur du courant fourni atteint une valeur de consigne. Là dessus, le courant d'excitation est diminué radicalement (atténuation à haute vitesse). Alors, lorsque le courant d'excitation est diminué jusqu'à une valeur prédéterminée (période prédéterminée), le quatrième transistor 28 est rendu conducteur. Alors, la réduction du courant d'excitation devient lente (atténuation à faible vitesse). En outre, lorsque la valeur du courant est diminuée jusqu'à une seconde valeur de consigne (une période prédéterminée s'écoule), le premier transistor est de nouveau rendu conducteur, d'o l'augmentation de la valeur du courant. Lorsque la valeur du courant augmente jusqu'à la valeur de consigne, la commande mentionnée ci-dessus est effectuée pour le premier transistor 25 et le quatrième transistor 28. L'opération de hachage est commandée à un instant fractionné par la répétition d'une telle commande dans une pluralité de fois. La forme d'onde de courant obtenue lorsque la commande est effectuée comme on l'a décrit ci- dessus est représentée en figure 3. En répétant une telle commande aux instants fractionnés respectifs, le courant d'excitation donne une forme d'onde régulière, la distorsion oul'ondulation étant supprimées, ce qui permet de contrôler la génération de la chaleur du moteur pas à pas 1 et aussi de rendre minimale la perte d'énergie du moteur. Ainsi, le couple n'est pas réduit et la rotation du rotor 7 du moteur pas à pas 1 devient également régulière sans souffrir de vibrations. En outre, les opérations du passage à l'état CONDUCTEUR et à l'état NON- CONDUCTEUR de ce transistor sont commandées par une unité centrale de traitement d'un circuit de
commande 14.
On décrira maintenant un second mode de réalisation de la présente invention. Ce second mode est
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différent du premier mode par le fait qu'un courant à onde hachée est adopté comme courant d'excitation fourni à chaque phase dans l'attaque à micro-pas au moment de
la rotation à faible vitesse.
Les formes d'onde de la tension de référence fournie au circuit intégré d'attaque 10 du moteur et les courants d'excitation des bobines respectives 8 et 9 lorsqu'une telle commande est effectuée sont représentés en figures 4 et 5. La figure 4A représente la tension de référence qui correspond à la première bobine 8 enroulée autour de la phase A et la phase C qui est fournie au circuit intégré d'attaque 10, et la figure 4B représente la tension de référence qui correspond à la seconde bobine 9 enroulée autour de la phase B et de la phase D. En outre, la figure 5A représente un courant d'excitation appliqué à la première bobine 8 sur la base de la tension de référence indiquée en figure 4A, et la figure 5E représente le courant d'excitation appliqué à la seconde bobine 9 sur la base de la tension de référence indiquée en figure 4B. Comme représenté dans ces figures, en faisant en sorte que la forme d'onde de la tension de référence fournie au circuit intégré d'attaque 10 ait la configuration d'une onde hachée augmentant ou diminuant la linéarité, il est possible que les courants d'excitation fournis à la première bobine 8 et à la seconde bobine 9 aient également une configuration hachée, augmentant ou diminuant la linéarité. En outre, le graphique obtenu en additionnant les courants d'excitation respectifs de la première bobine 8 et de la seconde bobine 9 est représenté en figure 5C, et le diagramme obtenu en augmentant
l'échelle de la figure 5C est représenté en figure 6.
Comme représenté dans ces diagrammes, la somme des courants d'excitation appliqués à la première bobine 8 et à la seconde bobine 9 devient constante. En d'autres termes, il n'y a production d'aucune ondulation de la
somme des courants.
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En conséquence, il n'y a production d'aucune ondulation du couple, et les vibrations du moteur pas à pas 1 peuvent être maîtrisées d'une manière encore plus efficace. On décrira maintenant un troisième mode de réalisation de la présente invention, en liaison avec
les figures 7 et 8.
Dans le présent mode de réalisation, une polarisation est appliquée lorsque le courant d'excitation commandé dans une attaque à micro- pas dans le second mode de réalisation décrit ci-dessus est
fourni à la première bobine 8 et à la seconde bobine 9.
On entend par application d'une polarisation le fait que le point zéro de la tension est dévié vers le côté plus ou le côté moins par application d'une tension à courant continu à la tension à courant alternatif ou que le point zéro du courant est dévié vers le côté plus ou le côté moins par application d'un courant continu au courant alternatif de façon à obtenir un point de
fonctionnement donné.
On suppose que, dans le but d'appliquer un courant de polarisation au courant d'excitation, la polarisation est appliquée à la tension de référence du circuit intégré d'attaque 10 comme l'indique sa forme
d'onde en figure 7.
La figure 7A et la figure 7B représentent des formes d'onde de la tension de référence du circuit intégré d'attaque 10 correspondant à la première bobine 8 et à la seconde bobine 9, respectivement, et montrent que la polarisation est appliquée à la tension de référence indiquée en figure 2. Comme représenté en figure 8A et en figure 8B, la polarisation est également appliquée aux courants d'excitation fournis à la première bobine 8 et à la seconde bobine 9 et, lorsque ces courants d'excitation sont additionnés, la somme des courants devient constante et aucune ondulation de la somme des courants n'est produite comme cela est
représenté en figure 8C.
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En conséquence, lorsque le courant d'excitation est fourni avec application d'une polarisation, le niveau des vibrations du moteur pas à pas 1 est amélioré et on peut obtenir un entraînement stabilisé du rotor. En outre, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation mentionnés ci-dessus, mais peut être modifiée de diverses manières lorsque le
besoin s'en fait sentir.
Par exemple, l'attaque à micro-pas est commandée de manière à ne pas être exécutée au moment de la rotation à faible vitesse. Cependant, même dans le cas de la rotation à haute vitesse, un effet important est obtenu pour éviter les vibrations, etc., dans la zone d'accélération lorsque l'attaque à micro-pas est exécutée dans le système de hachage à courant constant
qu'on mentionne ci-dessus.
En outre, un effet similaire est produit non seulement dans l'attaque à excitation des phases 2-2, mais également dans le cas de l'excitation des phases 1-2, etc. Comme on l'a décrit ci-dessus, selon la présente invention, on obtient l'effet excellent que les vibrations à l'instant de l'attaque à micro-pas peuvent être contrôlées sans nécessiter un circuit de commande complexe.
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Claims (4)
1 - Procédé pour attaquer un moteur pas à pas (1) dans lequel un stator (6) comportant une pluralité de phases (2, 3, 4, 5) constituées de bobines (8, 9) est disposé autour d'un rotor (7), une force électromagnétique d'attraction ou de répulsion est engendrée entre le stator et le rotor par l'application d'un courant d'excitation aux bobines, et la force électromagnétique est commutée par commutation des courants d'excitation fournis aux phases respectives d'une manière successive, d'o la rotation du rotor, caractérisé en ce que le courant d'excitation est commandé avec une attaque à micro-pas dans une zone d'accélération/décélération à basse fréquence à l'instant de la rotation à basse vitesse et
à l'instant de la rotation à haute vitesse du moteur.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'attaque est exécutée par un
système d'excitation normal dans une zone d'accéléra-
tion/décélération à haute fréquence et dans une zone à vitesse constante à l'instant de la rotation à haute vitesse.
3 - Procédé d'attaque d'un moteur pas à pas (1) dans lequel un stator (6) comportant une pluralité de phases (2, 3, 4, 5) constituées de bobines (8, 9) est
disposé autour d'un rotor (7), une force électro-
magnétique d'attraction ou de répulsion est engendrée entre le stator et le rotor par application d'un courant d'excitation aux bobines, et la force électromagnétique est commutée par commutation des courants d'excitation fournis aux phases respectives de manière successive, d'o la rotation du rotor, caractérisé en ce que la commande du courant d'excitation est effectuée avec une attaque à micro-pas et le courant d'excitation est transformé en un courant à onde hachée à l'instant de la rotation à basse vitesse
du moteur.
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4 - Procédé d'attaque selon la revendication 3, caractérisé en ce que le courant d'excitation est fourni alors qu'un courant de polarisation lui est appliqué.
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20090119 |