161914. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés n fázisú léptetőmotor lengésmentes léptetésére
3 161914 4 A találmány tárgyának részletesebb ismertetésére egy ismert (a VALVO cég katalógusában javasolt) vezérlés és az általunk javasolt megoldás működését vizsgáljuk meg egy egyszerű példa kapcsán, rajz alapján. A vizsgálathoz a VALVO AU 5105 típusú kétfázisú (n = 2) léptetőmotort használjuk. Ez permanens mágneses, 24 pólusú forgórészű motor, mely az állórészen négy tekercsét tartalmaz, melyek közül kettő-kettő együtt tekercselt (az ábrákon Zi ésZ2 , valamint Z 3 és Z 4 ). Az 1. ábra az ismert vezérlő elektronikájának leegyszerűsített vázlata. A 2. ábrán látható diagram az 1. ábra szerinti elektronika működésének magyarázatára szolgál. A 3. ábra a találmány szerinti megoldás működését magyarázó diagram. A 4. ábra a találmány szerinti megoldás példakénti tömbvázlata. Az 5. ábra ugyancsak a találmány szerinti megoldás egy általános tömbvázlata. Az 1. ábrán a VALVO cég által javasolt Vezérlő elektronika látható leegyszerűsítve, úgy, hogy csak egyirányú léptetést valósít meg. Az ábrán Zj, Z2, Z3 és Z 4 -gyel jelöltük a motor egyes tekercseit, Gt és G2 a bistabil multivibrátorok kapubemeneteit, Q és Q a bisitabil multivibrátorok kollektorait, Uf a tápfeszültséget, ó az órajelet jelöli. A kapcsolás működésére jellemző a 2. ábra. Az ábrán felülről lefejé az egyes sorokban a következő jelek vannak feltüntetve: órajel (Ó), az egyes tekercsekre jutó feszültségértékek (Zi, Z2, Z3 , Z 4 ) a tekercsekben létrejövő gerjesztések irányai (nyíllal jelezve), a két tekercserendszer (Zi és Z2 ill. Z3 és Z 4 ) eredő gerjesztései (Qi és i02 ). valamint a motor forgórészének szögelfordulás (oc) — idő (t) diagramja. Az utóbbinál jól látszik, hogy a motor egy lépésé 7,5°, de ezt úgy érivel, hogy előzőleg közel a duplájára túllendül és nyugalmi pozíciójába csak a lengések lecsengésekor áll be. Ez a jelenség az ismert léptetőmotoros hajtások összes típusánál megfigyelhető. Ezeket a rezgéseket mechanikus fékkel lehet csökkenteni, de nem lehet megszüntetni. A találmány szerinti megoldás esetén a 2. ábra a 3. ábrán látható módon változik meg. A 2. és 3. ábra jelölései azonosak, csak a 3. ábrán feltüntettük a találmány szerinti beépített monostabil multivibrator kimenőjelét (MMV) is. A monostabil multivibrator időkésleltetését TD-jelöltük. Az ábrán látható, hogy a motor forgórésze nyugalmi állapotából való kilendülése után következő pozícióját (15°-os elfordulás) elérve, ott marad egészen addig, amíg újabb léptetőimpulzust nem kap. Ezt a szögelfordulás-idődiagramot a 4. ábrán látható blokksémájú kapcsolással lehet elérni. Az ábrán Q és Q a bistabil, ill. monostabil multivibrator kimenőjeleit, Gt és G 2 a bistabil multivibrator kapubemeneteit, ó az órabemeneteket jelenti, f a forgásirányra jellemző logikai szint, melynek negáltját I inverter állítja elő. Az A, B, C, D, E és F betűvel jelzett és ,.S" „VAGY" kapukból felépített blokkok „ki-5 zárólagos VAGY" kapuk, melyek közül A és B a késleltetett négyszögjel előállítását biztosítják, C, D, E és F pedig irányváltó kapcsolókként biztosítják a motor kétirányú forgását. Az ábrán is látható, hogy ezek kimenőjelét az f jel, 10 ill. nakka negáltja (f) vezérli.' Zi, Z2, Z 3 és Z 4 az egyes motortekercseket, Uf a tápfeszültséget jelöli. A kapcsolás lényege az, hogy a motor egy óraimpulzus hatására nem egy, hanem két lé-. 15 pest tesz. Ezt biztosítja a monostabil multivibrator, melynek kimenőjelét a bistabil multivibrator kimenőjelével „kizárólagos VAGY" kapcsolatba hozva, egy késleltetett négyszögletet kapunk, amely a motor második lépését bizto-20 sítja. A monostabil multivibrator megfelelő időzítésével érjük el, hogy a motor akkor kapja a továbblépési- impulzust, amikor még túllendült állapotában van, mivel indításkor (első 25 órajel) az 1. ábrának megfelelően működik a kapcsolás. Ez azt eredményezi, hogy a motor forgórészének nincs ideje lengések után beállni az alaphelyzetétől egy lépésszögnek megfelelő elfordulási pozícióba (VALVO motoroknál ez 30 7,5°), vagyis visszalendülni, hanem ezen a pozíción átlendülve egy órajel hatására a motor két lépésszögnyi elfordulást végez, esetünkben 7,5° helyett 15°-ot. 35 Ez a 15°-os lépés a monostabil multivibrator időkésleltetésének megfelelő beállításával tehető rezgésmentessé. A monostabil multivibrator időkésleltetését szükség szerint potencióméterrel lehet szabályozni. Az időkésleltetés beállítása 40 hozzávetőleges számítás után a motor üzemelése közben történhet a sztroboszkópos ellenőrzéssel. Az itt ismertetett kapcsolási elrendezés nem-45 csak kétfázisú léptetőmotoroknál használható eredményesen, hanem a léptetőmotorok tetszőleges típusánál. Ennek alapja az, hogy mindenfajta léptetőmotor vezérlő elektronikája a motor n . fázisszámának megfelelően 2n állapotú, 5° olyan véges automata, amely mindkét irányú léptetés hatására ciklikusan végigmegy mind a 2n állapotán. Ezen automata helyett a találmány szerinti kivitelben egy olyan végleges automata szerepel, amelynek csak n állapota 55 van és tartalmaz egy késleltető áramkört (monostabil multivibrátort), mely egy lengésmentes szabályozásnak megfelelő késleltetéssel tranziensként állítja ielő a hiányzó 2n-n állapotot. 60 Ezt egy az 5. ábrán látható blokksémájú rajz kapcsolásával lehet megvalósítani. A kapcsolás biztosítja, hogy a motor lépésenkénti szögelfordulása a szokásos vezérlő elektronikákkal meghajtott esetekhez képest kétszeresére növekszik, 65 de lépése rezgésmentes. 2
