SU1723653A1 - Method of control over stepping motor - Google Patents

Method of control over stepping motor Download PDF

Info

Publication number
SU1723653A1
SU1723653A1 SU894690721A SU4690721A SU1723653A1 SU 1723653 A1 SU1723653 A1 SU 1723653A1 SU 894690721 A SU894690721 A SU 894690721A SU 4690721 A SU4690721 A SU 4690721A SU 1723653 A1 SU1723653 A1 SU 1723653A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
stator
poles
axis
teeth
secondary element
Prior art date
Application number
SU894690721A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Дерипаско
Вячеслав Иванович Саввин
Алексей Петрович Сеньков
Александр Георгиевич Шумский
Original Assignee
Ленинградский Кораблестроительный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Кораблестроительный Институт filed Critical Ленинградский Кораблестроительный Институт
Priority to SU894690721A priority Critical patent/SU1723653A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1723653A1 publication Critical patent/SU1723653A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

Использование: совмещенное перемещение подвижного элемента в аксиальном направлении с его вращением вокруг продольной оси и осуществление точного останова рабочего органа. Сущность изобретени : в шаговом двигателе со смежными полюсами цилиндрического статора , смещенными вдоль оси на одинаковую величину, питание подают одновременно на обмотки полюсов, рассто ние между которыми по окружности равно половине полюсного делени . 8 ил.Usage: the combined movement of the rolling element in the axial direction with its rotation around the longitudinal axis and the implementation of the exact stop of the working body. SUMMARY OF THE INVENTION: In a stepper motor with adjacent poles of a cylindrical stator displaced along the axis by the same amount, power is supplied simultaneously to the windings of the poles, the distance between which along the circumference is equal to half the pole division. 8 il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  вращательного перемещени  подвижного элемента, а также в позиционных устройствах , требующих совмещени  перемещени  поданного элемента в аксиальном направлении с его вращением вокруг продольной оси двигател  и осуществлени  точного останова рабочего органа.The invention relates to electrical engineering and can be used for rotational movement of a movable element, as well as in positional devices that require that the displaced movement of the fed element be aligned in the axial direction with its rotation around the longitudinal axis of the engine and the exact stopping of the tool body.

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей путем реализации режима вращательного движени .The purpose of the invention is to enhance operational capabilities by implementing a rotational motion mode.

На фиг. 1 схематически показан электродвигатель , продольный разрез; на фиг. 2-7 - развертка магнитной системы двигател , в различных положени х ротора (ось параллельна продольной оси двигател ); на фиг. 8 - функциональна  схема устройства управлени  двигателем.FIG. 1 schematically shows an electric motor, a longitudinal section; in fig. 2-7 - scanning of the magnetic system of the engine, in different positions of the rotor (axis is parallel to the longitudinal axis of the engine); in fig. 8 is a functional diagram of an engine control device.

Шаговый двигатель (фиг. 1) содержит статор 1, состо щий из отдельных магнито- проводов, полюса которых охвачены катушками многофазной обмотки 2 с числом фаз,The stepper motor (Fig. 1) contains a stator 1 consisting of separate magnetic conductors, the poles of which are covered by the coils of a multiphase winding 2 with a number of phases,

кратным числу магнитопроводов статора 1, и вторичный элемент 3, состо щий из отдельных магнитопроводов. На полюсах вторичного элемента 3 и статора 1 выполнены зубцы, причем зубцы на полюсах статора 3 смещены по отношению к зубцам смежных полюсов на посто нную величину в осевом направлении.a multiple of the stator magnetic cores 1, and a secondary element 3 consisting of separate magnetic cores. At the poles of the secondary element 3 and the stator 1, teeth are made, and the teeth at the poles of the stator 3 are offset relative to the teeth of the adjacent poles by a constant value in the axial direction.

Способ управлени  шаговым двигателем заключаетс  в следующем.The control method of the stepper motor is as follows.

Дл  реализации режима вращательного движени  включают попарно обмотки полюсов , рассто ние между которыми по окружности равно половине полюсного делени .For the implementation of the rotational motion mode, pairwise windings of the poles are included, the distance between which along the circumference is equal to half the pole division.

Допустим, что в некоторый момент времени к источнику напр жени  подключены полюса первой фазной обмотки статора 1 шагового электродвигател . Усилие взаим-. ного прит жени  возбужденных полюсов первой фазной обмотки статора 1 и зубцов вторичного элемента 3 приводит к их совмещению (на фиг. 2 приведена развертка магнитной системы двигател , котора  илСОSuppose that at some point in time, the poles of the first phase winding of the stator 1 of a stepping electric motor are connected to a voltage source. Effort mutual. the attraction of the excited poles of the first phase winding of the stator 1 and the teeth of the secondary element 3 leads to their combination (Fig. 2 shows a scan of the magnetic system of the engine, which

СWITH

4four

hO СОhO WITH

о ел соabout ate with

люстрирует данный случай, зубцы полюсов вторичного элемента 3 заштрихованы). В следующий момент времени осуществл етс  переключение фазных обмоток статора 1, а именно отключение первой фазной обмот- ки статора 1 и подключение второй. В результате этого происходит совмещение зубцов вторичного элемента 3 с зубцами второй фазной обмотки статора 1, т.е. осуществл етс  перемещение вторичного эле- мента 3 в новое фиксированное положение. На фиг. 3 приведена развертка магнитной системы двигател  дл  данного случа , т.е. совмещение зубцов второй фазной обмотки статора 1 с зубцами соответствующего по- люса вторичного элемента 3.luster this case, the pole teeth of the secondary element 3 are shaded). At the next time instant, the phase windings of the stator 1 are switched, namely, the first phase winding of the stator 1 is disconnected and the second is connected. As a result, the teeth of the secondary element 3 are aligned with the teeth of the second phase winding of the stator 1, i.e. secondary element 3 is moved to a new fixed position. FIG. 3 shows a scan of the magnetic system of the engine for this case, i.e. the combination of the teeth of the second phase winding of the stator 1 with the teeth of the corresponding pole of the secondary element 3.

Из фиг. 2 и 3 видно, что перемещение вторичного элемента 3 в новое фиксированное положение  вл етс  суммой перемещений по двум взаимно перпендикул рным направлени м (т.е. по ос м X и Y). Развертка магнитной системы двигател , приведенна  на фиг. 3, получена путем смещени  зубцов вторичного элемента 3 (начальное положение на фиг. 2) по оси Y вниз и по оси X вправо до их совмещени  с зубцами второй фазной обмотки статора 1.From FIG. 2 and 3, it can be seen that the movement of the secondary element 3 to a new fixed position is the sum of the movements in two mutually perpendicular directions (i.e., on the X and Y axes). A scan of the magnetic system of the engine shown in FIG. 3, obtained by moving the teeth of the secondary element 3 (the initial position in Fig. 2) down the Y axis and along the X axis to the right until they align with the teeth of the second phase stator winding 1.

Таким образом, вторичный элемент 3 в результате перемещени  в новое форсированное положение совершил некоторое по- ступательное движение (движение по оси Y), направление которого совпадает с продольной осью вала двигател , и некоторое вращательное движение (движение по оси X), направление которого перпендикул рно продольной оси вала двигател .Thus, as a result of moving to a new forced position, the secondary element 3 made some transient movement (movement along the Y axis), the direction of which coincides with the longitudinal axis of the engine shaft, and some rotational movement (movement along the X axis), the direction of which is perpendicular to the longitudinal axis of the engine shaft.

В следующий момент времени происходит очередное переключение фаз, в результате которого к источнику напр жени  подключаетс  треть  фазна  обмотка стато- ра 1, На фиг. 3 нетрудно видеть, что дл  перемещени  в новое фиксированное положение (по совмещению зубцов третьей фазной обмотки статора 1 с зубцами соответствующего полюса вторичного элемента 3) вторичный элемент сохран ет прежними направлени  движени  по ос м X и Y.At the next moment of time, the next phase switching occurs, as a result of which a third phase winding of the stator 1 is connected to the voltage source. FIG. 3, it is easy to see that in order to move to a new fixed position (by aligning the teeth of the third phase winding of the stator 1 with the teeth of the corresponding pole of the secondary element 3), the secondary element keeps the same directions of movement along the axes X and Y.

На фиг. 4 приведена развертка магнитной системы двигател , зафиксированна  в момент времени, когда к источнику напр - жени  вновь подключена перва  фазна  обмотка статора 1, т.е. вторичный элемент 3 совершил оборот на 180° вокруг продольной оси вала двигател . В этот момент времени вторичный элемент 3 .находитс  в противоположном крайнем положении вдоль оси Y. При следующем переключении фаз статора 1 вторичный элемент 3 совершает движение по оси Y вверх и по оси X вправо до совмещени  зубцов соответствующего полюса вторичного элемента 3 с зубцами второй фазной обмотки статора 1 (на фиг. 5 приведена развертка магнитной системы двигател , зафиксированна  в новом фиксированном положении).FIG. Figure 4 shows the scanning of the magnetic system of the engine, fixed at the moment of time when the first phase stator 1 winding is again connected to the voltage source, i.e. secondary element 3 rotated 180 ° around the longitudinal axis of the engine shaft. At this point in time, the secondary element 3. Is located in the opposite extreme position along the Y axis. With the next switching of the phases of the stator 1, the secondary element 3 moves upwards along the Y axis and along the X axis to the right to align the teeth of the corresponding pole of the secondary element 3 with the teeth of the second phase winding stator 1 (Fig. 5 shows a scan of the magnetic system of the engine, fixed in a new fixed position).

Таким образом, при поочередном подключении катушек фаз обмоток статора вторичный элемент 3 совершает одновременное вращательное и возвратно-поступательное движение. Изменение направлени  переключени  фаз статора 1 на противоположное обеспечивает реверс вала двигател  как в направлении вращательного, так и в направлении возвратно-поступательного движени .Thus, when alternately connecting the coils of the phases of the stator windings, the secondary element 3 performs a simultaneous rotational and reciprocating motion. Changing the direction of the phase switching of the stator 1 to the opposite ensures the reversal of the motor shaft in the direction of rotational and in the direction of reciprocating movement.

При парной системе коммутации катушек фаз многофазной обмотки статора 1 1,5-2,6- 3,7-4,8-1,5 обеспечиваетс  перемещение вторичного элемента 3 только в направлении вращени , так как при данной системе коммутации фаз одновременно включаемые фазы создают равные и противоположно направленны з усили  в осевом направлении (по оси Y), т.е. при таком включении фаз осуществл етс  взаимна  компенсаци  усилий, содава- емых включенными фазами в направлении, совпадающем с продольной осью вала двигател . Работа двигател  в таком режиме вращени  иллюстрируетс  схемами развертки магнитной системы двигател , приведенными на фиг, 2 (к источнику напр жени  подключены фазы 1,5 статора 1), на фиг. 6 (к источнику напр жени  подключены фазы 2,6 статора 1) и на фиг. 7 (к источнику напр жени  подключены фазы 3,7 статора 1).When a paired switching system for the coils of the phases of the multiphase stator winding 1.5-2.6-3.7-4.8-1.5, the secondary element 3 is moved only in the direction of rotation, since with this phase switching system, the simultaneously activated phases create equal and oppositely directed forces in the axial direction (along the Y axis), i.e. With such switching on of the phases, mutual efforts are compensated for by the included phases in the direction coinciding with the longitudinal axis of the motor shaft. The operation of the engine in this mode of rotation is illustrated by the diagrams of the sweep of the magnetic system of the engine shown in Fig. 2 (phases 1.5 of the stator 1 are connected to the voltage source), Fig. 6 (phases 2.6 of the stator 1 are connected to the voltage source) and in FIG. 7 (phases 3.7 of stator 1 are connected to the voltage source).

Устройство управлени  двигателем, реализующее предлагаемый способ (фиг. 8), содержит шаговый двигатель 4, два сдвиговых регистра 5, 6, выходы которых соединены с выходами блока совпадени  7, выходы которого соединены через многоканальный усилитель мощности 8 с фазами шагового двигател  4.The motor control device that implements the proposed method (Fig. 8) contains a stepping motor 4, two shift registers 5, 6, the outputs of which are connected to the outputs of the coincidence unit 7, the outputs of which are connected via the multichannel power amplifier 8 with the phases of the stepping motor 4.

Устройство управлени  двигателем (фиг. 8) работает следующим образом.The motor control device (Fig. 8) operates as follows.

На тактовые входы сдвиговых регистров 5 и 6 поступают импульсы управлени  ty, осуществл   сдвиг данных на их входах. Данные, загруженные в сдвиговые регистры 5 и 6, соответствуют режимам работы шагового двигател  4. Например, данные, загруженные в сдвиговой регистр 5, соответствуют поочередной системе коммутаций фаз двигател , тогда как данные, загруженные в сдвиговый регистр 6, соответствуют парной системе коммутаций фаз, котора  соответствует предлагаемому способу управлени  двигателем, Сигналы, формируемые на выходах сдвиговых регистров 5 и 6, поступают на входы блока 7 совпадени .The clock inputs of the shift registers 5 and 6 receive control pulses ty, shifting the data at their inputs. The data loaded into shift registers 5 and 6 correspond to the operating modes of the stepper motor 4. For example, the data loaded into the shift register 5 correspond to the alternate phase switching system of the motor, while the data loaded to the shift register 6 correspond to the paired phase switching system, which corresponds to the proposed motor control method. The signals generated at the outputs of the shift registers 5 and 6 are fed to the inputs of the matching unit 7.

Блок 7 совпадени  выполн ет роль коммутатора . Уровень логического сигнала Ui на управл ющем входе блока совпадени  7 соответствует установке режима работы шагового двигател  4. Блок 7 совпадени  в соответствии с заданным режимом работы двигател  осуществл ет коммутацию выхо-. дов соответствующего сдвигового регистра 5 или 6 через многоканальный усилитель 8 мощности с фазами шагового двигател  4.Block 7 matches the role of the switch. The level of the logic signal Ui at the control input of the coincidence unit 7 corresponds to the setting of the operating mode of the stepper motor 4. The matching unit 7, in accordance with the specified operating mode of the engine, performs the switching of the output-. Dov the corresponding shift register 5 or 6 through the multichannel power amplifier 8 with the phases of the stepper motor 4.

Реверс двигател  осуществл етс  путем изменени  направлени  сдвига данных на выходах сдвиговых регистров 5 и 6 за счет изменени  уровн  логического сигнала Ua, поступающего н а вход установки направлени  сдвига.The reverse of the motor is performed by changing the direction of the data shift at the outputs of the shift registers 5 and 6 by changing the level of the logic signal Ua, which is fed to the input of the setting of the direction of the shift.

При таком выполнении шагового двигател  постигаетс  упрощение конструкции привода за счет того, что в предлагаемом двигателе достигаетс  возможность получать вращательное или вращательно-по- ступательное движение вала при меньшем количестве фазных обмоток. Соответственно упрощаютс  устройство управлени  коммутацией обмоток и конструкци  привода в целом.With such a design of the stepper motor, a simplified design of the drive is achieved by the fact that in the proposed motor it is possible to obtain a rotational or rotational-progressive drive of the shaft with a smaller number of phase windings. Accordingly, the winding switching control device and the overall drive structure are simplified.

Кроме того, при таком выполнении шагового двигател  достигаетс  повышение In addition, with this performance of the stepper motor, an increase is achieved

энергетических характеристик за счет того, что весь объем статор.а занимают зубцы фазных обмоток. Уменьшение объема статора (по сравнению с прототипом) позвол ет уменьшить геометрические размеры ротора , а следовательно, и его массу.energy characteristics due to the fact that the entire volume of the stator. and occupy the teeth of the phase windings. Reducing the stator volume (as compared with the prototype) allows reducing the geometric dimensions of the rotor, and hence its mass.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ управлени  шаговым двигателем со смежными полюсами цилиндрического статора, смещенными вдоль оси на одинаковую величину, включающий последовательную коммутацию обмоток полюсов , отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем реализации режима вращательного движени , подают питание одновременно на обмотки полюсов, рассто ние между которыми по окружности равно половине полюсного делени .The invention The method of controlling a stepper motor with adjacent poles of a cylindrical stator displaced along the axis by the same amount, including sequential switching of the windings of the poles, characterized in that, in order to expand operational capabilities by implementing a rotational motion mode, the power is simultaneously supplied to the windings of the poles, the distance between which the circumference is equal to half the pole division. У УС У Х УЛХ Уч УчЧУчХWU W W H UCH UCHCHUCHH Шг,2Shg, 2
SU894690721A 1989-05-10 1989-05-10 Method of control over stepping motor SU1723653A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894690721A SU1723653A1 (en) 1989-05-10 1989-05-10 Method of control over stepping motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894690721A SU1723653A1 (en) 1989-05-10 1989-05-10 Method of control over stepping motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1723653A1 true SU1723653A1 (en) 1992-03-30

Family

ID=21447275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894690721A SU1723653A1 (en) 1989-05-10 1989-05-10 Method of control over stepping motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1723653A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1288835,кл. Н 02 К 37/00,1987. Патент US №4607187, кл. 318-115, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7432623B2 (en) Brushless electromechanical machine
US5545938A (en) Doubly salient reluctance machines
US7863784B2 (en) Axial flux permanent magnet machines
US4000452A (en) Multiphase variable-stepping-angle synchronous motor
US5202599A (en) Electric motor
US3599069A (en) Multiphase stepper motor and controller including means to short circuit an inhibited winding
US3042847A (en) Rotor controlled stepper motor
US5629572A (en) Linear pulse motor
US4792709A (en) Winding for operation of a three-phase stepping motor from a two-phase drive
US5231342A (en) Stepping motor
US4075539A (en) Step-by-step reciprocating mechanism
SU1723653A1 (en) Method of control over stepping motor
US4634948A (en) Stepping motor winding for bipolar drive
US6211605B1 (en) Piezoelectric step motor
KR19980025941A (en) Linear Motion Switched Reluctance Motors
KR930010168B1 (en) Drive controller for stepping motor
US6150751A (en) Piezoelectric step motor
SU896721A1 (en) Electric motor with screw-shaped stator
SU430459A1 (en) ELECTROSTATIC STEP ENGINE
SU1365340A1 (en) Stepping electric drive
SU1495975A1 (en) Stepping motor
RU1774455C (en) Thyratron motor
SU1394389A1 (en) Method of controlling stepping motor with a hysteresis rotor
SU1159146A1 (en) Digital closed electric drive
SU817898A1 (en) Non-reversible steepping motor