SU811428A1

SU811428A1 - Method of control of synchronous pulse generator current shape

Info

Publication number: SU811428A1
Application number: SU792763407A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Бондаренко; Андрей Петрович Какичев; Анатолий Васильевич Смищук; Николай Иванович Скворцов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4665
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1981-03-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к электрическим шаговым двигател м , преобразующим импульсы электрической энергии в дискретное вращательное движение исполнительного механизма.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric stepper motors, which convert electrical energy pulses into discrete rotary motion of an actuator.

Известны однофазные шаговые электродвигатели , содержащие зубчатый ротор и статор, /имеющий фиксирующий полюс с с зубчатой зоной, два зубчатых рабочих полюса, соединенных сердечником, на котором размещена обмотка управлени и два посто нных магнита 1. При значительных моментах фиксации ротора эти двигатели имеют низкие энергетические показатели и, кроме того, им присущи большие свободные колебани ротора при отработке шагов .Single-phase stepper motors are known, which include a serrated rotor and a stator / having a locking pole with a toothed zone, two serrated working poles connected by a core on which a control winding and two permanent magnets 1 are placed. For considerable moments of rotor fixation, these engines have low energy indicators and, in addition, they are characterized by large free oscillations of the rotor during the development of steps.

Известен также однофазный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый ротор, на валу которого установлено демпфирующее устройство, и статор, имеющий фиксирующий полюс с зубцовой зоной, два посто нных магнита, два зубчатых рабочих полюса, соединенные сердечником, на котором размещена обмотка управлени , и дополнительную юбмотку 2. Однако функциональные возможности известного двигател ограничены ввиду одностороннего вращени ротора.Also known is a single-phase stepper motor containing a toothed rotor, on the shaft of which a damping device is installed, and a stator having a fixing pole with a toothed zone, two permanent magnets, two toothed working poles connected by a core, on which a control winding is placed, and an additional winding 2 However, the functionality of a known engine is limited due to one-way rotation of the rotor.

С целью расщирени функциональных возможностей двигател путем обеспечени двухстороннего вращени ротора, статор предлагаемого двигател снабжен дополнительным фиксирующим полюсом, установленным одним своим выступом с зазором по отнощению к основному фиксирующему полюсу и со сдвигом по окруншости зубцовой зоны относительно зубцовой 30ны основного фиксирующего полюса на рассто ние, кратное нечетному числу половин их зубцового делени , а дополнительна обмотка установлена .на выступах обоих фиксирующих полюсов, образующихIn order to extend the functionality of the engine by providing two-way rotation of the rotor, the stator of the proposed engine is provided with an additional locking pole, installed by one of its protrusion with a clearance relative to the main locking pole and shifted by the circumference of the denzal zone relative to the dents 30 of the main locking pole to distance an odd number of halves of their toothed division, and an additional winding is installed. On the protrusions of both fixing poles forming

зазор между собой.the gap between them.

На чертеже представлен предлагаемый двигатель.The drawing shows the proposed engine.

Двигатель состоит из зубчатого ротора 1, на валу 2 которого расположено демпфирующее устройство i (на чертеже оно не показано), и статора, имеющего рабочие полюса 3 и 4, соединенные сердечником 5, на котором размещена обмотка 6. К рабочим полюсам 3 и 4 примыкают посто нные магниты соответственно 7 и 8, которые с другой своей стороны упираютс в фиксирующие полюса соответственно 9 и 10, имеющие выступы 11 и 12, разъединенные зазором 13 и несущие обмотку 14The engine consists of a gear rotor 1, on the shaft 2 of which a damping device i is located (not shown in the drawing), and a stator having working poles 3 and 4 connected by a core 5, on which winding 6 is placed. By working poles 3 and 4 are adjacent permanent magnets, respectively, 7 and 8, which on the other hand abut against locking poles, respectively, 9 and 10, having protrusions 11 and 12, separated by a gap 13 and carrying a winding 14

дл осуществлени реверса гротора 1. Противоположные концы полюсов 9 и 10 снабжены зубцовыми зонами соответственно 15 и 16, сдвинутыми одна относительно другой но окружности на рассто ние, кратное нечетному числу ноловин собственного зубцового делени , которое одинаковое на обоих фиксирующих нолюсах.for reversing the grooves 1. The opposite ends of poles 9 and 10 are provided with dentate zones 15 and 16, respectively, shifted one relative to the other circumference by a distance multiple to an odd number of halves of their own dentate division, which is the same on both fixing points.

Работа двигател происходит следующим образом.The engine is as follows.

Б исходном состо нии, когда обмотки 6 и 14 обесточены, ротор 1 фиксируетс магнитным потоком посто нных магнитов 7 и 8, при этом зубцы ротора занимают положение , соответствующее максимальной магнитной проводимости воздушных зазоров между всеми зубцами статора и ротора, и их оси не совпадают ни с какими ос ми зубцов статора. Дл осуществлени вращени ротора 1 по часовой стрелке, как показано на чертеже, на обмотку ,14 нодаетс напр жение такой пол рности, чтобы направлени магнитных потоков Фв и Фм1 совпадали и, следовательно, направлени магнитных потоков Фв и Фм2 ;были встречными . Такое направление магнитных потоков обеспечивает поворот ротора 1 до положени , в котором оси зубцов ротора совпадают с ос ми зубцов фиксирующего полюса 9, как ноказано на чертеже.In the initial state, when the windings 6 and 14 are de-energized, the rotor 1 is fixed by the magnetic flux of the permanent magnets 7 and 8, and the rotor teeth take the position corresponding to the maximum magnetic conductivity of the air gaps between all the stator and rotor teeth, and their axes do not match what are the axes of the stator teeth. To rotate the rotor 1 clockwise, as shown in the drawing, to the winding, 14 the voltage of such polarity is applied so that the directions of the magnetic fluxes of the PV and FM1 coincide and, therefore, the directions of the magnetic fluxes of the PV and FM2 are opposite. Such a direction of the magnetic flux ensures the rotation of the rotor 1 to a position in which the axes of the rotor teeth coincide with the axes of the teeth of the fixing pole 9, as shown in the drawing.

Вли нием потока от посто нных магнитов , проход щего через зазор 13, можно пренебречь, так как этот зазор значительно больше радиального зазора между статором и ротором в зубцовых зонах.The effect of flux from permanent magnets passing through the gap 13 can be neglected, since this gap is much larger than the radial gap between the stator and the rotor in the tooth zones.

При поступлении в обмотку 6 имнульса тока такой пол рности, что поток в полюсе 4, создаваемый ею, совпадает по направлению с потоками Фм1 и Фм2, ротор 1 совершит поворот на один шаг по часовой стрелке. Следующий импульс (ТОка, поданный в обмотку 6 и создающий магнитный ноток Фд в сердечнике 5 нротивоположной пол рности по отношению к предыдущему, приведет к увеличению лотока в полюсе 3, что, в свою очередь, обеспечит перемещение ротора 1 еще на один шаг в том же направлении. Таким образом, обмотка 6, управл ема , например, по двухтактной схеме, обеспечит дискретное вращение ротора по часовой стрелке.When a current pulse arrives in the winding 6 of such a polarity that the flow at pole 4 created by it coincides in direction with the flows Fm1 and Fm2, the rotor 1 will turn one step clockwise. The next impulse (a current applied to the winding 6 and creating a magnetic note Fd in the core 5 of opposite polarity with respect to the previous one will lead to an increase in the current at the pole 3, which in turn will move the rotor 1 by one more step in the same Thus, winding 6, controlled, for example, by the push-pull scheme, will provide for a discrete rotation of the rotor clockwise.

Дл изменени направлени вращени ротора 1 необходимо изменить пол рность нанр жени , подаваемого на обмотку 14, при этом ротор 1 перед началом движени против часовой стрелки займет положени .To change the direction of rotation of the rotor 1, it is necessary to change the polarity of the voltage supplied to the winding 14, while the rotor 1 will take a position before starting to move counterclockwise.

в котором оси его зубцов будут совпадать с ос ми зубцов на полюсе 10. В остальном физические процессы будут протекать аналогично уже описанным.in which the axis of its teeth will coincide with the axis of the teeth on the pole 10. Otherwise, the physical processes will proceed similarly to that already described.

Двигатель будет иметь наилучшие пока- . затели, если параметры обмотки 14 будут выбраны такими, что при ее возбуждении в одном из фиксирующих полюсов поток будет увеличиватьс вдвое, а в другом -The engine will have the best performance. if the parameters of the winding 14 are chosen such that when it is excited in one of the fixing poles, the flow will double, and in the other -

нейтрализоватьс до нул .neutralize to zero.

Таким образом, выполнение предлагаемого однофазного шагового двигател с двум фиксирующими полюсами, разделенными воздушным зазором и имеющими зубцовые зоны, сдвннутые по окружности одна относительно другой на рассто ние, кратное нечетному числу половин их зубцового делени , и с дополнительной обмоткой, установленной на фиксирующих полюсах,Thus, the implementation of the proposed single-phase stepper motor with two locking poles, separated by an air gap and having cogged zones, circumferentially apart one another with a distance multiple to an odd number of halves of their toothed division, and with an additional winding installed on the locking poles,

позволит реверсировать ротор двигател , что существенно расшир ет его функциональные возможности по сравнению с аналогичнымн двигател ми.will allow reversing the rotor of the engine, which significantly expands its functionality in comparison with similar engines.

Claims

1.Kn. by ed. MG Chilikina Discrete drive with stepper motors. M., “Energie, 1971, p. 210, Fig. 5-26a.

2. USSR author's certificate

No. 629610, cl. H 02 K 37/00, 10/25/78.

r I r r vri

.tEtUit

/four

i; / i i;

/ 2, 10

N 8

- .f