发明名称 步进电动机之控制系统、操作方法与选择电流型态之方法
摘要
申请公布号 TW035810 申请公布日期 1981.03.01
申请号 TW06810174 申请日期 1979.01.25
申请人 莫森管理公司 发明人 DAVID CHIANG
分类号 H02P7/36 主分类号 H02P7/36
代理机构 代理人 陈世雄 台北巿大安区一○六六一敦化南路六九五号八楼
主权项 1﹒一种装置包含:含有可动构件,定子和与定子相关联以产生一可动定子磁场来驱动该可动构件之绕组之步进电动机;于该可动构件上之机械负荷;以及将电流供给至诸该绕组致使该可动构件被驱动而使得该机械负荷可在该可动构件与该磁场同时停止因而无振荡之情形下停止于任何所期望之位置之电流供给设备。2﹒如请求专利部份第1项所述之装置,其中该设备包括供给该电流致使得产生一具有均匀磁场强度且具有恒定但可转换之速度之可动磁场之设备。3﹒如请求专利部份第2项所述之装置,其中该电流具有曲线之形式,其形状有关于步进电动机之磁特性。4﹒如请求专利部份第3项所述之装置,其中该曲线呈钟形。5﹒如请求专利部份第2项所述之装置,其中该可动构件追随该定子磁场但具有形成掣止步级之平衡位置而且具有相关于该平衡位置之共振周期,而且其中该供给电流之设备包括供给一种型态之电流致使得在该共振周期之一半该可动构件与该可动定子磁场相重合。6﹒如请求专利部份第5项所述之装置,其中后述之该设备以多数个依顺序之恒定速率供应该电流,俾将该可动构件带至恒定速度而与该可动定子磁场同步。7﹒如请求专利部份第1项所述之装置,其中该负荷系一种高尔夫球形印刷头。8﹒如请求专利部份第2项所述之装置,其中后述之该设备包含用以储存多数个电流型态之储存设备以及用以将所选择之电流型态释放入该绕组之选择设备。9﹒如请求专利部份第3项所述之装置,其中后述之该设备包含用以储存多数个电流型态之储存设备以及用以将所选择之电流型态释放入该绕组之选择设备。10﹒一种用以依可控制方式将负荷驱动至由多数个依序排列之位置中所选择之一个位置的装置,该装置包含;经磁性耦连之驱动构件与从动构 件;该从动构件可驱动该负荷,以及,用以产生运动磁场于该驱动构件中以驱动该从动构件之设备,该从动构件可由静止于诸该位置之第一个位置移动至静止于诸该位置之第二个位置,该设备于一半于转子共振周期之期间产生一于加速速度之该运动磁场,俾将该从动构件由静止于该第一个位置加速至一恒定行进速度,并且产生一于相等于从动构件之恒定行进速度之恒定行进速度而与之同步之该运动磁场,该加速速度系恒定的,致使得,从动构件与运动磁场同时处于其个别之恒定行进速度。11﹒如请求专利部份第10项所述之装置,其中该设备于一半于转子共振周期之期间产生一于减速速度之该运动磁场,俾将该从动构件减速至静止于该第二个位置,该减速速度系恒定的并且终止,致使得运动磁场与从动构件同时达于静止而令从动构件位于该第二个位置。12﹒一种用以依可控制方式将负荷驱动至由多数个依序排列之位置中所选择之一个位置的装置,该装置包含:经磁场耦连之驱动构件与从动构件,该从动构件可被耦连至该负荷,以及,用以产生运动磁场于该驱动构件中以驱动该从动构件之设备,该设备产生于多数个依序排列且恒定之加速速度的该运动磁场,各持续半个转子共振周期,俾将该从构件由静止于诸该位置之第一个位置加速至一恒定行进速度,并且产生一于相等于从动构件之恒定行进速度之恒定行进速度而与之同步之该运动磁场。13﹒如请求专利部份第12项所述之装置,其中该设备产生于多数个恒定且依序排列之减速速度,各持续半个转子共振周期,俾将从动构件减速至静止于该第二个位置,该减速速度系使得运动磁场与从动构件同时达于静止而令从动构件位于该第二个位置。14﹒如请求专利部份第11项所述之装置,其中该驱动构件为一定子,该从动构件为一转子,而该设备包括于该定子上之绕组。15﹒如请求专利部份第13项所述之装置,其中该驱动构件为一定子,该从动构件为一转子,而该设备包括于该定子上之绕组。16﹒如请求专利部份第14项所述之装置,其中该设备包括耦连至该绕组以产生运动磁场速度之电流型态储存设备以及耦连至该储存设备之选择设备。17﹒如请求专利部份第15项所述之装置,其中该设备包括耦连至该绕组以产生运动磁场速度之电流型态储存设备以及耦连至该储存设备之选择设备。18﹒如请求专利部份第11项所述之装置,其中经过该减速速度之中途,该从动构件具有一相等于该减速速度之速度。19﹒如请求专利部份第13项所述之装置,其中经过该减速速度之中途,该从动构件具有一相等于该减速速度之速度。20﹒一种用以建立电流型态俾使具有转子且以多数个掣止位置为特征之多相步进电动机之绕组提供一具有恒定速度之均匀旋转磁场之方法,诸该绕组可依顺序有效之对的方式操作,以控制电动机之转子,该方法包含:对于诸该对之每一个对,以最大运转电流激励该对之一个绕组并测量于形成之掣止位置之转予执拗强度,其次将一较为小量之电流通过该对之另一个绕组并将通过该一个绕组之电流减小,以将该转子往次一个掣止位置移一部份距离,于维持转子位置之同时调整后述之该两个电流以获得相等于该第一个转子执拗强度之转子执拗强度,以及,藉由改变通过该对之绕组之电流而依步进方式顺序地将转子移至次一个掣子位置,同时调整电流以维持转子位子与执拗强度,经如此调整之电流之大小乃形成用以使绕组提供一具有恒定速度之均匀强度旋转磁场。21﹒如请求专利部份第20项所述之方法,包含:当所调整之电流彼此相等时停止转子之移位与该对之绕组中之电流之调整,以及,使各个曲线与另一曲线之镜像持续而形成所调整之电流大小之曲线。22﹒如请求专利部份第21项所述之方法,其中转子执拗强度系藉由下述予以决定,即,在转子移离其掣止位置一选择之范围上测量平均转矩/ 位移比値。23﹒如请求专利部份第22项所述之方法,其中该部份距离大约为掣止位置间距离之子。24﹒一种装置,包含:含有定子、转子与在该定子上以将该转子驱动通过多数个掣止位置之绕组之步进电动机;储存设备,此储存设备储存电流型态,以提供电流至诸该绕组以产生旋转磁场,以恒定速度将该转子由静止于诸该掣止位置之第一个位置移动至静止于诸该掣止位置之第二个位置,而在加速与减速周期之间有较为小量之抗摩擦转矩,该储存设备储存电流型态,俾当加速周期期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同步地带至相等之速度,且当减速周期期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同时地带至静止而令转子位于该第二个掣止位置;以及,用以选择转子驱动用电流型态之选择设备。25﹒如请求专利部份第24项所述之装置,其中该储存设备包括诸该绕组之每一个绕组用之记忆,诸该记忆储存该电流型态。26﹒如请求专利部份第25项所述之装置,其中该选择设备包含产生地址以将所选择之电流型态由诸该记忆释放之设备。27﹒如请求专利部份第26项所述之装置,其中该选择设备包括一可变时钟信号产生器以及一连至该时钟信号产生器俾产生地址之计数器。28﹒如请求专利部份第27项所述之装置,其中该选择设备包括用以指示最后一次所占据之转子位置之第一个位置指示器,用以指示所期望之转子位置之第二个位置指示器,以及,耦连至该两指示器之间俾指示介于最后一次所占据之转子位置与所期朝之转子位置之间之掣止位置数目之减法器。29﹒如请求专利部份第28项所述之装置,其中包含一耦连至该转子之旋转负荷,而且其中该选择设备包括连至该减法器设备以计算介于最后一次所占据之转子位置与所期望之转子位置之间之最小掣止位置数目之综合组合逻辑设备。30﹒如请求专利部份第29项所述之装置,其中该选择设备包括响应于该减法器设备与一组预先安排之速度型态以提供正当输入信号予该可变时钟信号产生器之速度选择逻辑设备。31﹒一种装置,包含:含有定子、转子与在该定子上以将该转子驱动通过多数个掣止位置之绕组之步进电动机;储存设备,此储存设备储存电流型态,以提供电流至诸该绕组以产生旋转磁场,以恒定速度将该转子由静止于诸该掣止位置之第一个位置移动至静止于诸该掣止位置之第二个位置,而在加速与减速周期之间有均匀磁场强度,该储存设备储存电流型态,俾当加速周期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同步地带至相等之速度,且当减速周期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同时地带至静止而令转子位于该第二个掣止位置;以及,用以选择转子驱动用电流型态之选择设备;该电流型态系如请求专利部份第20项所述予以形成者。32﹒一种装置,包含:含有定子、转子与在定子上以将该转子驱动通过多数个掣止位置之绕组之步进电动机;储存设备,此储存设备储存电流型态,以提供电流至诸该绕组以产生旋转磁场,以恒定速度将转子由静止于诸该掣止位置之第一个位置移动至静止于诸该掣止位置之第二个位置,而在加速与减速周期之间有均匀磁场强度,该储存设备储存电流型态,俾当加速周期期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同步地带至相等之速度,且当减速周期期间提供电流至诸该绕组而将转子与旋转磁场同时地带至静止而令转子位于该第二个掣止位置;以及,用以选择转子驱动用电流型态之选择设备;该电流型态系如请求专利部份第22项所述予以形成者。33﹒一种方法,包含:藉由利用一具有恒定最大速度且可施加抗摩擦转矩于步进电动机转子上之旋转磁场,至少于加速周期与减速周期之间驱动该转子,以将步进电动机转子由静止于第一个掣止位置驱动至静止于第二个掣止位置者。 34﹒如请求专利部份第33项所述之方法,包含:利用具有个别均匀强度和恒定角速度之运动磁场之n个周期将转子由静止于该第一个位置开始加速,其中n为至少等于1之整数,致使得,转子角速度于第n个周期之终点恰等于所期望之最大行进速度,藉此,转子与磁场乃同时而且同步地达到该恒定最大速度。35﹒如请求专利部份第33项所述之方法,包含:利用具有个别均匀强度和恒定角速度之运动磁场之n个周期将转子由该恒定最大速度减速至静止于该第二个掣止位置,其中n为至少等于1之整数,致使得,转子角速度于第n个周期之终点恰等于零,藉此,转子与磁场乃同时地达到静止于该第二个掣止位置而避免振荡现象。36﹒如请求专利部份第34项所述之方法,包含:利于具有个别恒定大小和恒定角速度之磁场力量之n个周期将转子由该恒定最大速度减速至静止于该第二个掣止位置,其中n为至少等于1之整数,致使得,转子角速度于对应周期之中点恰等于磁场角速度,藉此,转子与磁场乃同时地达到静止于该第二个掣止位置而避免振荡现象。37﹒如请求专利部份第33项所述之方法,包含:藉由将电流通过多数个绕组与调整该电流以补偿该电动机之磁特性之组合作用以产生该旋转磁场。38﹒如请求专利部份第34项所述之方法,包含:藉由将电流通过多数个绕组与调整该电流以补偿该电动机之磁特性之组合作用以产生该旋转磁场。39﹒如请求专利部份第35项所述之方法,包含:藉由将电流通过多数个绕组与调整该电流以补偿该电动机之磁特性之组合作用以产生该旋转磁场。40﹒如请求专利部份第36项所述之方法,包含:藉由将电流通过多数个绕组与调整该电流以补偿该电动机之磁特性之组合作用以产生该旋转磁场。
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