專(zhuān)利名稱(chēng)：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩均衡及無(wú)滯后恒流控制技術(shù)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬自動(dòng)控制領(lǐng)域的特種電機(jī)-步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)改進(jìn)。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移(或線位移)的電磁機(jī)械裝置。即每給一個(gè)電脈沖，它就按固定步距(角度或長(zhǎng)度)走一步。因此具有控制容易、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因而被數(shù)字和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)廣泛采用。但也存在著運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性差、步距大、易產(chǎn)生抖動(dòng)、輸出轉(zhuǎn)矩變化等缺點(diǎn)。
Ⅰ、現(xiàn)有技術(shù)缺陷一、為了提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和減小步距所采用的技術(shù)存在著轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和可靠性差的問(wèn)題1、一般采用通常的半步驅(qū)動(dòng)方法，這種方法使電機(jī)各相繞組的饋電狀態(tài)組合提高一倍、步距減小一倍。
表1為三相步進(jìn)電機(jī)“三相單三拍”和“三相六拍”饋電時(shí)繞組通、斷電序列表表1三相單三拍和三相六拍(半步)方式饋電狀態(tài)表
(表中“1”代表通電，“0”代表斷電)
由表1中可見(jiàn)，三相六拍由三相三拍的三種饋電狀態(tài)上升為六種，步距角則減至三相三拍的1/2。這使定位精度提高的同時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)跳動(dòng)情況也有所改善。但卻出現(xiàn)了通電相數(shù)的變化，從而引起輸出轉(zhuǎn)矩變化。
2、在高精度或要求運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)情況下，則采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式。這是將每一相繞組的通、斷電分若干次完成，即實(shí)現(xiàn)將每一步分成若干步走，實(shí)現(xiàn)更小的步距。這種細(xì)分方式通常都是在前述半步驅(qū)動(dòng)方式基礎(chǔ)上采用，從而使步距更小一些，因此也帶進(jìn)了轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的缺陷。細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式中，細(xì)分?jǐn)?shù)較多(2細(xì)分以上)時(shí)，尚存在由于脈沖分配器電路產(chǎn)生了大量冗余狀態(tài)，電機(jī)產(chǎn)生無(wú)規(guī)律跳動(dòng)或轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等問(wèn)題使電機(jī)運(yùn)行變得不可靠。表2即是開(kāi)關(guān)式三相六拍二細(xì)分饋電方式的繞組通、斷電序列表表2三相六拍二細(xì)分方式饋電狀態(tài)表
表中“1”表示饋電，“0”表示斷電。
可見(jiàn)表2即是在表1三相六拍基礎(chǔ)上，將每相繞組饋電分兩次完成。如第二步，當(dāng)B1＝1，B2＝0時(shí)，B相繞組僅饋入表1第二步功率的1/2，電機(jī)運(yùn)行步距也為其1/2。當(dāng)B1＝B2＝1時(shí)，B相繞組才得到和表2第二步相同的饋入功率，電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)兩次轉(zhuǎn)動(dòng)才到達(dá)和表1三相六拍第二步相同的位置。
二種減小步矩驅(qū)動(dòng)方式所采用技術(shù)均涉及到通電相數(shù)周期變化，因此均會(huì)引起轉(zhuǎn)矩的周期波動(dòng)，造成平均轉(zhuǎn)矩下降。
二、通常的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其控制和取樣元件存在著滯后和轉(zhuǎn)換失真，對(duì)控制脈沖的高、低頻成份不能及時(shí)和準(zhǔn)確響應(yīng)，使相電流波形產(chǎn)生明顯畸變?nèi)绺?br>
圖1，這使電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生明顯的中，低頻抖動(dòng)，引起噪音的同時(shí)亦降低了輸出轉(zhuǎn)矩。
綜上所述，可以知道，現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有解決半步細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，“冗余”狀態(tài)和電機(jī)的中、低頻抖動(dòng)問(wèn)題。
Ⅱ
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，首先是要克服步進(jìn)電機(jī)在典型的半步運(yùn)行方式或在此基礎(chǔ)上的其他更復(fù)雜運(yùn)行方式(如半步細(xì)分方式)下因饋電相變化而引起的轉(zhuǎn)矩呈周期波動(dòng)問(wèn)題，也就是轉(zhuǎn)矩均衡控制;其次是為了使電機(jī)消除中，低頻抖動(dòng)和在較高速度時(shí)更有效地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制;最后，還要消除轉(zhuǎn)矩均衡技術(shù)在半步多細(xì)分方式中運(yùn)用時(shí)的“冗余狀態(tài)”。
首先，本發(fā)明采用根據(jù)饋電相數(shù)多少自動(dòng)調(diào)節(jié)饋電功率的方法，以克服波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡。這可以由A微機(jī)控制法和B純硬件法二種方法實(shí)現(xiàn)。
A、微機(jī)控制法通過(guò)對(duì)饋電相數(shù)多少的判別，來(lái)控制饋給電機(jī)繞組功率的增減實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制。附圖2是采用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)三相電機(jī)轉(zhuǎn)矩均衡的硬件原理圖。圖中IC1可以是各型單片微機(jī)或各類(lèi)并行I/O口芯片，本發(fā)明采用MCS-51系列單片機(jī)，電路為三相電機(jī)六拍驅(qū)動(dòng)方式。
A1、B1、C1分別為三個(gè)相電流取樣輸入端;三個(gè)相電流轉(zhuǎn)矩均衡控制信號(hào)輸出端分別是Ao、Bo和Co，P1、P2、P3分別為電機(jī)A、B、C三相繞組饋電脈沖輸出口，它們都必須和轉(zhuǎn)矩自動(dòng)控制口Po和相電流取樣信號(hào)端A1或B1、C1的信號(hào)一起通過(guò)與門(mén)電路IC4實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組電流的通斷和大小的控制。Po位為電流調(diào)節(jié)信號(hào)輸出口，當(dāng)三相電機(jī)出現(xiàn)饋電相數(shù)，由一相增為二相的變化，如為A、B相饋電，則Po口發(fā)出高電平，選通與非門(mén)IC2A，和IC2B，使應(yīng)饋電相電流取樣輸入端A1和B1的電壓值直接成為相電流控制參考值，通過(guò)關(guān)閉與門(mén)IC4A和IC4B實(shí)現(xiàn)較小相電流控制。當(dāng)饋電下一拍到來(lái)，饋電相數(shù)由二相減為一相，如B相時(shí)，Po口發(fā)出低電平，關(guān)閉IC2A和IC2B門(mén)，則IC4B的關(guān)閉信號(hào)取自反相器IC3B，即采用取樣輸入電壓經(jīng)分壓器(由R1和R2組成，改變其比值可實(shí)現(xiàn)電流微調(diào))分壓的較小電壓值為相電流控制參考點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)較大電流的控制。
采用其它型號(hào)微機(jī)和其它規(guī)格步進(jìn)電機(jī)情況類(lèi)似。
附圖3是采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡和狀態(tài)輸出控制的專(zhuān)用子程序流程框圖。從圖中可見(jiàn)其在取代硬件式環(huán)形脈沖分配器饋電狀態(tài)輸出功能的同時(shí)，還根據(jù)通電相數(shù)多少，進(jìn)行饋電功率調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制，該子程序被主程序調(diào)用。
附圖4是采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制的實(shí)施例2的主程序流程圖。轉(zhuǎn)矩均衡控制(和狀態(tài)輸出程序一起)在運(yùn)行升速、高速和減速階段被調(diào)用。
B、純硬件法采用純硬邏輯電路，亦可對(duì)饋電狀態(tài)判別并實(shí)現(xiàn)饋入電流調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)矩均衡控制。附圖5是純硬件式三相電機(jī)六拍運(yùn)行轉(zhuǎn)矩均衡控制的電原理圖。圖中Ao，Bo，Co分別為電機(jī)A、B、C三相繞組饋電控制信號(hào)輸出端。其電平高低受與門(mén)電路IC1-IC3輸入端反相器IC4-IC9的控制。當(dāng)饋電相數(shù)為1相時(shí)，與門(mén)IC10-IC12的輸出端因輸入端僅有1路獲得由控制取樣輸入端(A1，B1，C1)輸入的取樣信號(hào)電壓而處于低電平，因此IC4-IC6輸出端為高電平，不隨取樣電壓值升高而跳變?yōu)榈碗娖?。其時(shí)，IC1-IC3輸出電平受IC7-IC9控制，反相器IC7-IC9輸入端由于有R1-R6組成各自的分壓電路的分壓作用，跳變需輸入端(A1或B1，C1)有較高的取樣電壓輸入這樣就實(shí)現(xiàn)了相電流增大的控制。
當(dāng)饋電相數(shù)由一相變?yōu)槎鄷r(shí)，與門(mén)IC10-IC12中必有也僅有一只的二輸入端同時(shí)獲得輸入的取樣信號(hào)。由于該取樣信號(hào)未經(jīng)分壓，其值大于IC7-IC9輸入端電壓，因而可在相電流小于一相通電電流值，IC7-IC9尚未跳變時(shí)即關(guān)斷此二相電流，使二相饋電時(shí)的電流值小于單相饋電的電流值。同樣，調(diào)節(jié)R1、和R2，R3和R4，R5和R6的比值，可實(shí)現(xiàn)單、雙相饋電電流值比例的改變，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的均衡或近似均衡。
對(duì)于A微機(jī)控制法和B純硬件法實(shí)現(xiàn)饋人繞組功率的改變，都可以用下面兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)1、電流調(diào)節(jié)法根據(jù)饋電相數(shù)的多少，改變電流取樣電路的取樣值，即改變恒流控制電路輸入端的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)改變饋入電機(jī)繞組電流的設(shè)定值，達(dá)到消除轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的目的。此法在電機(jī)低、中速以下的常用運(yùn)行范圍具有明顯的調(diào)節(jié)效果。
2、脈沖寬度調(diào)節(jié)法當(dāng)電機(jī)經(jīng)升速運(yùn)行進(jìn)入中、高速以上范圍，由于電機(jī)繞組反電動(dòng)勢(shì)的影響，使每個(gè)脈沖在電機(jī)繞組中形成的電流值來(lái)不及達(dá)到恒流控制電路的設(shè)定值，脈沖即已結(jié)束，因而若用上述措施則達(dá)不到調(diào)節(jié)脈沖電流值的作用。但采用改變電流脈沖的寬度，改變其占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)饋電功率調(diào)節(jié)可以取得很好的效果，因?yàn)槊}寬的改變?cè)谶@種情況下即實(shí)現(xiàn)了繞組電流的改變。此法在低、中頻時(shí)亦可采用，把一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖用斬波法分解成一串脈沖，當(dāng)斬波頻率高至和電機(jī)高頻運(yùn)行類(lèi)似情況時(shí)，相電流被電機(jī)繞組反電動(dòng)勢(shì)抵抗已出現(xiàn)達(dá)不到恒流控制電路的設(shè)定值時(shí)即可。當(dāng)然，把脈沖分?jǐn)爻擅}沖串會(huì)帶來(lái)控制的復(fù)雜性和其它一些技術(shù)問(wèn)題，故低、中速時(shí)采用電流控制法更為直接可靠。
其次，本發(fā)明為了使電機(jī)消除中，低頻抖動(dòng)和在較高速度時(shí)更有效地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制，采用了無(wú)滯后恒流控制這一技術(shù)。由于一般的恒流控制電路中恒流控制元件采用脈沖變壓器，其滯后響應(yīng)特性不僅造成整定值上、下限范圍變大，控制頻率無(wú)法提高，而且由于電感型元件本身工藝一致性差，加之其反電動(dòng)勢(shì)易干擾取樣電路，使得到的電流波形更為復(fù)雜和不一致，見(jiàn)附圖1，圖中第1個(gè)電流尖峰超過(guò)了整定上限較多而整個(gè)脈沖頂部呈大幅度波動(dòng)，是造成電機(jī)音頻抖動(dòng)和轉(zhuǎn)矩下降的主要原因。
為了克服滯后和失真造成電機(jī)的音頻抖動(dòng)和轉(zhuǎn)矩下降，本發(fā)明在驅(qū)動(dòng)電路中革除了如附圖6所示的脈沖變壓器類(lèi)電感型元件，采用如附圖7虛線框內(nèi)的晶體管和光電耦合器電路。
附圖6是通常采用的恒流控制元件，脈沖變壓器原理圖。
附圖7是采用無(wú)滯后恒流控制技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)繞組饋電功率驅(qū)動(dòng)電路之一相的電原理圖。圖中L表示電機(jī)繞組，T1為恒流控制管，本發(fā)明中實(shí)施例2采用大功率達(dá)林頓晶體管BU932。其輸入端“GZ”虛框內(nèi)用光電耦合器GO和由T3、T4、R2、R3組成的激勵(lì)電路取代了易產(chǎn)生控制信號(hào)滯后和畸變的傳統(tǒng)元件-脈沖變壓器。
T2管發(fā)射極電阻R1為電流取樣電阻，無(wú)滯后的控制特性，使其可減至極小值以減小功耗。虛線框QY中的取樣元件通常用施密特觸發(fā)器。由于其固有的回差電壓，不利于對(duì)滯后性的克服。本發(fā)明采用反向器(或視邏輯需要改用驅(qū)動(dòng)門(mén))可配合恒流控制電路實(shí)現(xiàn)趨于理想的驅(qū)動(dòng)電流波形，見(jiàn)附圖8。采用本發(fā)明方法，不僅波形的頂部失真得到改善，消除了電機(jī)音頻抖動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，使轉(zhuǎn)矩均衡控制取得顯著效果，同時(shí)也提高了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的效率和電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩。
最后，為了克服半步多細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式中的脈沖分配電路存在的“冗余狀態(tài)”(當(dāng)細(xì)分?jǐn)?shù)較多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的“冗余狀態(tài)”)如實(shí)施例1中的五相十拍四細(xì)分，若采用硬電路脈沖分配器，其多達(dá)20路的脈沖輸出端，開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合可多達(dá)220。而五相十拍四細(xì)分方式中所需的有序饋電組合僅40種，剩下的即是“冗余狀態(tài)”。電機(jī)在運(yùn)行中，很容易進(jìn)入其中，由于分配器的邏輯關(guān)系使下一步狀態(tài)由上一狀態(tài)決定。一旦進(jìn)入“冗余狀態(tài)”即無(wú)法自行返回。采用人工或復(fù)雜的反饋控制電路雖可強(qiáng)行返回，但需經(jīng)若干步錯(cuò)誤饋電之后，這就造成電機(jī)不規(guī)則跳動(dòng)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)或是停轉(zhuǎn)。
本發(fā)明采用微機(jī)控制，將各種細(xì)分式驅(qū)動(dòng)所需的通電狀態(tài)的組合碼，參見(jiàn)表2，直接(當(dāng)碼長(zhǎng)≤微機(jī)位數(shù))或分段(如實(shí)施例1碼長(zhǎng)即達(dá)20位，而中子衍射儀用8位微機(jī)，需分為三段)存入微機(jī)存貯器內(nèi)，循環(huán)讀取從I/O口并行輸出至各驅(qū)動(dòng)電路入口，則可使步進(jìn)電機(jī)的多細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式因脈沖分配的高可靠性而在高精度系統(tǒng)中獲得實(shí)用，見(jiàn)本發(fā)明的實(shí)施例1。
實(shí)施例1、中子衍射儀驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)附圖9是中子衍射儀組成框圖，由中子衍射儀本體和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。本體分為樣品臺(tái)軸系和探測(cè)臂軸系，各有一臺(tái)90BF006步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)定位。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)見(jiàn)附圖10(圖10是中子衍射儀2只高精度五相步進(jìn)電機(jī)以十拍四細(xì)分方式驅(qū)動(dòng)的原理框圖)。為了運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)和定位的高精度，采用五相十拍細(xì)分的微步距驅(qū)動(dòng)方式。所選用電機(jī)為國(guó)內(nèi)步距最小的90BF006型。當(dāng)采用典型的半步運(yùn)行方式時(shí)，每周1000步，步距角可小至0.36°，而使用微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)將每步細(xì)分為四步的微步距驅(qū)動(dòng)時(shí)，步距角僅為0.09°。本發(fā)明所采用的開(kāi)關(guān)式細(xì)分其驅(qū)動(dòng)電路具有較高的可靠性，但需設(shè)置較多路驅(qū)動(dòng)電路，圖10中電機(jī)每相繞組饋電分四步饋滿(mǎn)額定值，采用各路驅(qū)動(dòng)電流平均分配方式則需四路功率放大電路。這樣每只電機(jī)共需20路，兩臺(tái)電機(jī)則需40路之多(還可以采用每路提供的驅(qū)動(dòng)電流以8、4、2、1的倍數(shù)關(guān)系分配，用微機(jī)程序設(shè)定控制其組合，則四路功率驅(qū)動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)多達(dá)十五細(xì)分的饋電)。
對(duì)各功率驅(qū)動(dòng)電路的選通和組合，即是傳統(tǒng)的環(huán)形分配器功能，由于以硬電路實(shí)現(xiàn)的多細(xì)分脈沖分配具有過(guò)多的“冗余狀態(tài)”，使電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生前述的無(wú)規(guī)則跳動(dòng)或轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而無(wú)法應(yīng)用。本實(shí)施例用微機(jī)控制以軟件編程法實(shí)現(xiàn)其多細(xì)分的脈沖分配各路電流平均分配和采用上述的指數(shù)遞增分配法都可以方便地以程序?qū)崿F(xiàn)。實(shí)施例1設(shè)計(jì)時(shí)考慮各路功率元件的承受電流能力，采用平均分配法，把90BF006電機(jī)每相繞組的額定電流3A平均分至每路功率放大器提供0.75A。
本例中還采用微機(jī)控制繞組電流增減，以實(shí)現(xiàn)繞組功率調(diào)節(jié)，從而克服轉(zhuǎn)矩的周期波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)和轉(zhuǎn)矩均衡;設(shè)計(jì)的五相十拍四細(xì)分的軟件脈沖分配技術(shù)，獲得了步進(jìn)電機(jī)微步距多細(xì)分驅(qū)動(dòng)的高可靠性。
附圖11是本例細(xì)分脈沖分配的軟件流程圖，因采用五相十拍四細(xì)分控制方式時(shí)，饋電狀態(tài)字序列長(zhǎng)達(dá)40組，每組碼長(zhǎng)達(dá)20bt，8位機(jī)需3個(gè)字節(jié)貯存一組。典型的五相十拍半步驅(qū)動(dòng)方式中，饋電相數(shù)一般為二相和三相兩種，四細(xì)分時(shí)，當(dāng)饋電路數(shù)＞8，則表示第三相繞組開(kāi)始接通，按轉(zhuǎn)矩均衡控制要求，需減小電流。由于系統(tǒng)在高精度低速狀態(tài)下運(yùn)行，故驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)即采用固定的電流調(diào)節(jié)法。
2、意大利6000型包裝機(jī)DELTA-P走紙驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)用本發(fā)明轉(zhuǎn)矩均衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)110BF003型步進(jìn)電機(jī)以三相六拍方式運(yùn)行饋電繞組數(shù)變化時(shí)的饋入功率調(diào)整。附圖12即是本實(shí)施例6000型包裝機(jī)DELTA-P進(jìn)紙驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成框圖，采用單片微機(jī)進(jìn)行典型的三相六拍半步驅(qū)動(dòng)方式的脈沖分配，并根據(jù)饋電相數(shù)的變化而控制相電流值的增減，使得以小步距運(yùn)行中的轉(zhuǎn)矩在相鄰步間克服了波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩均衡和平均轉(zhuǎn)矩的提高。
本例中的電機(jī)屬功率型，屬于高速運(yùn)行。對(duì)其繞組饋入功率自動(dòng)調(diào)節(jié)，尚需對(duì)恒流電路控制的滯后和相電流波形畸變進(jìn)行改進(jìn)，只有在這一技術(shù)的配合下，才能更有效地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制，本發(fā)明采用光電耦合器和晶體管等組成的電路，以及無(wú)滯后取樣元件(驅(qū)動(dòng)門(mén)或反向器等)對(duì)恒流控制和取樣中脈沖變壓器，施密特觸發(fā)器等元件進(jìn)行取代，這就是本發(fā)明的無(wú)滯后恒流控制技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種使步進(jìn)電機(jī)在典型的半步運(yùn)行方式和半步細(xì)分運(yùn)行方式中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠及實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后恒流控制的技術(shù)，其特征在于A、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩均衡技術(shù)是根據(jù)通電相數(shù)多少，使用a、微機(jī)控制法b、純硬件法根據(jù)對(duì)饋電相數(shù)多少的判別，來(lái)控制饋給電機(jī)繞組功率的增減，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制；B、在開(kāi)關(guān)型細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式中，以微機(jī)技術(shù)的軟件編程實(shí)現(xiàn)高可靠的脈沖分配，從而克服了“冗余狀態(tài)”引起的運(yùn)轉(zhuǎn)不正?，F(xiàn)象；C、無(wú)滯后恒流技術(shù)則是在驅(qū)動(dòng)電路中去除了傳統(tǒng)的脈沖變壓器類(lèi)電感型元件，換之以晶體管和光電耦合器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種使步進(jìn)電機(jī)在典型的半步運(yùn)行方式和半步細(xì)分運(yùn)行方式中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠及實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后恒流控制的技術(shù)，其特征在于，如權(quán)利要求1所述的使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩均衡技術(shù)是根據(jù)通電相數(shù)多少使用a，微機(jī)控制法;b、純硬件法，實(shí)現(xiàn)饋人繞組功率的改變，而這種功率改變可以使用a)電流調(diào)節(jié)法;b)脈沖寬度調(diào)節(jié)法。
3.如權(quán)利要求1所述的一種使步進(jìn)電機(jī)在典型的半步運(yùn)行方式和半步細(xì)分運(yùn)行方式中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠及實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后恒流控制的技術(shù)，其特征在于，采用軟件編程法實(shí)現(xiàn)半步多細(xì)分方式的環(huán)形脈沖分配器功能，只適用于以減小步距方式和細(xì)分方式改進(jìn)運(yùn)行特性。
4.一種使步進(jìn)電機(jī)在典型的半步運(yùn)行方式和半步細(xì)分運(yùn)行方式中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡及無(wú)滯后恒流控制技術(shù)的裝置，其特征在于a、中子衍射儀樣品臺(tái)和探測(cè)臂拖動(dòng)兩只高精度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用開(kāi)關(guān)式細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，用微機(jī)控制，軟件編程法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡控制和多細(xì)分的脈沖分配。b、6000型包裝機(jī)DELTA-P走紙驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，采用單片微機(jī)進(jìn)行典型的三相六拍驅(qū)動(dòng)方式下根據(jù)饋電相數(shù)變化而控制相電流值增減;采用無(wú)滯后恒流控制，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩均衡和提高的同時(shí)，消除電機(jī)音頻抖動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的一種改進(jìn)。本發(fā)明運(yùn)用微機(jī)控制和新的電路技術(shù)，采取根據(jù)通電相數(shù)增減調(diào)節(jié)各相繞組饋入功率的方法克服典型的半步和半步細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式存在的因通電相數(shù)周期變化而引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更趨平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩均衡，同時(shí)在以軟件實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)型多細(xì)分脈沖分配和無(wú)滯后恒流控制二項(xiàng)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)微步距驅(qū)動(dòng)可靠性和運(yùn)行矩頻特性的提高。
文檔編號(hào)H02P8/00GK1073059SQ9111133
公開(kāi)日1993年6月9日 申請(qǐng)日期1991年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月4日
發(fā)明者楊德耒, 杜世平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所