ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ. Привод шагового двигателя


Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ

При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного станочка для печатных плат и мелких фрезерных работ, у меня появилось неугомонное желание разложить всё «по полочкам». Многие скажут, что тема не нова, существует множество проектов, множество технических и программных решений. Но, плавая в этом море информации, я постарался убрать всю «воду» и получить «сухой остаток». Вот что из этого получилось… Сразу оговорюсь — все, что здесь далее написано, лишь мои личные выводы и не претендует на абсолютную истину. Истина рождается в споре, так что если уважаемые читатели в чем-то со мной не согласны, давайте это обсудим!

Задача построения станка обычно сводится к трем подзадачам — механика, электроника, программное обеспечение. Видимо и статьи придется писать тоже три.Поскольку у нас журнал всё-таки практической электроники, начну с электроники и чуть-чуть с механики!

Привод

Нужно двигать собственно фрезер в 3-х направлениях — XYZ, значит нужно 3 привода — 3 мотора с передачей вращения вала двигателя в линейное перемещение. О передаче…Для фрезерного станка, где есть боковые усилия резания материала, желательно не применять ременные передачи, очень популярные в 3D принтерах. Буду применять передачу «винт-гайка». Самая бюджетная передача — обычный стальной винт и безлюфтовая, желательно бронзовая, гайка. Более правильная — винт с трапециевидной резьбой и гайка из капролона. Самая хорошая (и, увы, самая дорогая) шарико-винтовая пара, или ШВП. Об этом подробнее я еще расскажу далее…У каждой передачи есть свой коэффициент, свой шаг — то есть насколько линейно по оси переместится фрезер за один оборот двигателя, например, на 4 мм.

Двигатель (мотор)

В качестве двигателя для привода определил шаговый двигатель (ШД)Почему шаговый? Что это вообще такое? Двигатели есть переменного и постоянного тока, коллекторные и бесколлекторные, и так называемые «шаговые». В любом случае нам надо обеспечить какую-то точность позиционирования, например 0,01 мм. Как это сделать? Если двигатель имеет прямой привод — вал двигателя соединяют напрямую с винтом, то для обеспечения такой точности нужно повернуть его на некоторый угол. В данном случае, при шаге передачи 4 мм и желаемой точности перемещения 0,01 мм это… всего 1/400 оборота, или 360/400=0,9 градуса! Ерунда, возьмем обычный моторчик…

С «обычным» моторчиком без обратной связи никак не получится. Не вдаваясь в подробности, схема управления двигателем должна «знать», на какой угол повернулась ось. Можно конечно поставить редуктор — потеряем в скорости, и все равно без гарантии, без обратной связи вообще никак! На ось ставится датчик угла поворота. Такое решение надежное, но дорогое.

Альтернатива — шаговый двигатель (как он работает, почитайте сами). Можно считать, что за одну «команду» он повернет свою ось на определенный градус, обычно это 1,8 или 0,9 градуса (точность обычно не хуже 5%) — как раз то, что нужно. Недостаток такого решения — при большой нагрузке двигатель будет пропускать команды — «шаги» и может вообще остановиться. Вопрос решается установкой заведомо мощного двигателя. На шаговых двигателях и делается большинство любительских станочков.

Выбираем шаговый двигатель

2 обмотки, с минимальным током, минимальной индуктивностью и максимальным моментом — то есть максимально мощный и экономичный двигатель.

Противоречивые требования. Малый ток — значит большое сопротивление, значит много витков провода обмотки двигателя, значит большая индуктивность. А большой момент — это большой ток и много витков. Выбираем в пользу большего тока и меньшей индуктивности. А момент надо выбирать исходя из нагрузки, но об этом потом.

Характеристики некоторых двигателей приведены в таблице:

Для небольшого станка с рабочим пространством размером 300×300х100 мм и легким фрезером вполне сгодятся двигатели с крутящим моментом 0,3Нм и выше. Оптимальным является ток от 1,5 до 2,5 Ампер, вполне подойдет FL42STh48-1684

Драйвер шагового двигателя

Двигатель есть. Теперь нужен драйвер — переключать напряжение на обмотках двигателя определенным образом, при этом не превышая установленный ток.

Самое простое решение — источник заданного тока и две пары транзисторных ключей на каждую обмотку. И четыре защитных диода. И логическая схема чтобы менять направление. И… Такое решение обычно делают на микросхеме ULN2003A для двигателей с малым током, имеет много недостатков, не буду на них останавливаться.

Альтернатива — специализированные микросхемы «всё в одном» — с логикой, транзисторами и диодами защиты внутри (или снаружи). А еще такие микросхемы контролируют ток обмоток и регулируют его с помощью ШИМ-а, а так же могут реализовывать режим «полушаг», а некоторые режимы 1/4 шага, и 1/8 шага и т. д. Эти режимы позволяют повысить точность позиционирования, повысить плавность движения и снизить резонанс. Обычно достаточно режима «полушаг», что позволит повысить теоретическую точность линейного позиционирования (в моем примере до 0,005 мм).

Что внутри микросхемы драйвера шагового двигателя? Блок логики и управления, источники питания, ШИМ со схемами формирования момента и времени коммутации обмоток, выходные ключи на полевых транзисторах, компараторы обратной связи — ток контролируется по падению напряжения на резисторах (Rs) в цепи питания обмоток. Ток двигателя задается опорным напряжением.

Для реализации этих функций существуют и другие схемные решения, например, с использованием микроконтроллеров PIC или ATMEGA (опять же с внешними транзисторами и защитными диодами). На мой взгляд, они не обладают значительным преимуществом перед «готовыми» микросхемами и я их в данном проекте использовать не буду.

Богатство выбора

На сегодняшний день есть достаточно много различных микросхем и достаточно много уже готовых плат и модулей драйверов ШД. Можно купить готовый, а можно «изобретать велосипед», тут каждый решает по-своему.

Из готовых — наиболее распространённые и недорогие драйверы на микросхемах Allegro A4988 (до 2А), Texas Instruments DRV8825 (до 2,5А). Поскольку модули изначально разрабатывались для использования в 3D принтерах типа Rep-rap проекта Arduino, они не являются законченными модулями (например, им нужно еще питание логики (+5V), которое подается с так называемой рампы (Ramp).

Еще есть решения на DRV8811 (до 1,9 А), A3982 (до 2 А), A3977 (до 2,5 А), DRV8818 (до 2,5 А) DRV8825 (до 2,5 А), Toshiba TB6560 (до 3 А) и другие.

Поскольку мне интересно что-то сделать самому, плюс появилась возможность «попробовать на вкус» микросхемы Allegro A3982 и A3977, решил сделать пару драйверов самостоятельно.

Готовые решения на A4988 не понравились, прежде всего, из-за миниатюризации размеров печатной платы в ущерб хорошему охлаждению. Типовое сопротивление открытых транзисторов у A4388 при токе 1,5А 0,32+0,43 Ом, плюс 0,1-0,22 Ома «измерительный» резистор — получается около 0,85 Ом. А таких каналов два, и хотя и работают они импульсно, но 2-3 Ватта тепла надо рассеивать. Ну не верю я в многослойную плату и малюсенький радиатор охлаждения — в даташите нарисована плата гораздо больших размеров.

Провода мотора нужно сделать короткими, драйвер устанавливать рядом с двигателем. Существует 2 технических решения в звукотехнике: длинный сигнальный кабель к усилителю + короткие провода к акустической системе, или короткий сигнальный кабель к усилителю + длинные провода, а акустической системе. Оба решения имеют свои плюсы и минусы. С моторами — так же. Я выбрал длинные провода управления и короткие провода к мотору.

Управляющие сигналы — «шаг» (step), «направление» (dir), «включение» (enable), индикация состояния сигналов управления. Некоторые схемы не используют сигнал «Enable», но это приводит в режиме простоя к ненужному нагреву и микросхемы и двигателя.

Одно питание 12-24 вольта, источник питания логики (+5B) — на плате. Размеры платы — достаточные для хорошего охлаждения, двухсторонняя печать с большой областью «меди», возможность приклеить на микросхему радиатор (применяемой для охлаждения памяти видеокарт).

Драйвер ШД на микросхеме Allegro A3982

Основные характеристики и блок-схема: Напряжение питание силовое: 8…35 В Напряжение питание логики: 3,3…5 В Выходной ток (максимальный, зависит от режима и охлаждения): ±2 А Типовое сопротивление открытых транзисторов (при токе 1,5А): 0,33+0,37 Ом

Драйвер ШД на микросхеме Allegro A3977

Основные характеристики и блок-схема: Напряжение питание силовое: 8…35 В Напряжение питание логики: 3,3…5 В Выходной ток (максимальный, зависит от режима и охлаждения): ±2,5 А Типовое сопротивление открытых транзисторов (при токе 2,5А): 0,33+0,45 Ом

Схема и прототип

Проектировал в среде DipTrace. Драйвер A3982 включен по схеме из документации производителя. Включен режим «полушаг». Дополнительно для надежной работы сигналов управления и индикации применил микросхему логики 74НС14 (с триггерами Шмитта). Можно было сделать гальвано-развязку на оптронах, но для маленького станка я решил ее не делать. Схема на A3977 отличается только дополнительными джамперами режима шага и более мощным разъемом питания, пока в «железе» не реализована.

Печатная плата

Процесс изготовления — ЛУТ, двухсторонняя. Габариты 37×37 мм, крепеж — как у двигателей, 31×31 мм. Для сравнения — слева мое творчество, справа драйвер на A4988.

Работа

Все заработало сразу, наладки не требовалось. Температуру корпуса микросхемы мерил пирометром — без радиатора она достигала 90-95 градусов (при токе обмоток 1,6А) — мне это не понравилось. С радиатором — 55-60 градусов — куда лучше! Вообще плата вся теплая — около 35 градусов.

Спасибо за внимание! Продолжение следует…

Файлы

В архиве схема и плата в формате DipTrace

Даташит на микросхему Allegro A3982

Антон (basilevscom)

Россия, Санкт-Петербург

О себе автор ничего не сообщил.

 

datagor.ru

Шаговый привод

Шаговый привод

Шаговый привод - это мехатронное устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические перемещения. Шаговый привод, как правило, состоит из двух основных составляющих частей. Это, так называемый, драйвер, принимающий импульсы от устройства управления верхнего уровня и формирующий напряжение питания шагового двигателя. И, во-вторых, это шаговый двигатель, вал которого, в зависимости от поданного на него напряжения питания, поворачивается на строго определенный, небольшой угол в ту или другую сторону.Устройства управления верхнего уровня (контроллеры шагового привода) формируют импульсные сигналы для точного управления драйверами шаговых двигателей и шаговыми двигателями в зависимости от управляющей программы, записанной, например, в память этого управляющего устройства.На рисунках ниже представлен внешний вид шагового двигателя с выступающим валом и внешний вид драйвера шагового привода на примере драйвера производства фирмы Autonics.

Внешний вид шаговых двигателей Внешний вид драйвера шагового привода

Контроллер шагового привода может иметь вид, представленный на рисунке ниже.

Контроллер шагового привода

Принцип работы шагового двигателя можно объяснить следующим образом. Допустим имеются два электромагнитных контура (см. рисунок ниже), между которыми расположен постоянный магнит. Магнит может вращаться вокруг оси, перпендикулярной направлениям магнитных линий этих контуров. Представим себе, что выключатель В замыкается. В этом случае, в синем контуре образуется магнитное поле, направление которого можно определить по «правилу буравчика». Взаимодействие поля постоянного магнита и поля, от протекания электрического тока, приведет к повороту магнита на угол 90° по часовой стрелке. После такого шагового движения ротор этого двигателя остановится в вертикальном положении. Чтобы ротору совершить следующий шаг необходимо выключатель В разомкнуть, а выключатель А' - замкнуть. При этом ротор опять займет горизонтальное положение, но теперь южный полюс постоянного магнита будет слева. Ротор опять замрет в таком состоянии до момента прихода следующего токового импульса. Последовательная активация обмоток B', A, B, A' и т.д. двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора.

Принцип работы шагового двигателя

Наличие постоянного магнита на роторе шагового двигателя не обязательно. Ниже представлена схема конструкции шагового двигателя, где ротор выполнен из магнитомягкого материала. Здесь, подавая импульсы тока на обмотки полюсов статора, можно заставить ротор совершать шаговые движения от одного полюса статора к другому.

Шаговый двигатель с ротором из магнитомягкого материала

Как правило, промышленные шаговые двигатели имеют гибридную конструкцию и сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Конструктивно шаговые электродвигатели состоят из статора, на котором расположены обмотки возбуждения, и ротора. Статор гибридного двигателя имеет зубцы, обеспечивая большое количество эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки.

Вид ротора и статора гибридного шагового двигателя

Обычно используются 8 основных полюсов для двигателей с полным шагом 1.8 угловых градуса. Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора. Это происходит из-за соответствующего расположения зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив зубцов статора, а часть между ними. Ротор гибридного двигателя имеет зубцы, расположенные в осевом направлении. Ротор разделен на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянный магнит. Таким образом, зубцы одной половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы второй половинки - южными. Кроме того, половинки ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно количеству зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин для уменьшения потерь на вихревые токи. В машиностроении распространение получили высокомоментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с угловым перемещением 1,8°/шаг (200 шагов/оборот) или при использовании половинного шага - 0,9°/шаг (400 шагов/оборот). Дискретность шага создаёт существенные вибрации, которые в ряде случаев могут приводить к снижению крутящего момента и возбуждению механических резонансов в системе. Уровень вибраций удаётся снижать при использовании режима дробления шага или при увеличении количества фаз с двух до пяти. Поэтому пятифазные шаговые двигатели получили распространение в высокоточных системах приводов подач станочного оборудования.

Режим дробления шага (микрошаг) реализуется при совместном управлении током в разных обмотках шагового электродвигателя. Управляя соотношением токов в обмотках можно зафиксировать ротор в промежуточном положении между шагами. Таким образом, можно повысить плавность вращения ротора и точность позиционирования. При осуществлении каждого шага ротор не сразу останавливается в новом положении равновесия, а осуществляет затухающие колебания вокруг этого положения. Время переходного процесса в большой степени зависит от характеристик нагрузки. Во многих приложениях такие колебания являются нежелательными. Микрошаговый режим позволяет в значительной степени эти колебания. На рисунке ниже показаны перемещения ротора при работе в полношаговом и микрошаговом режимах.

Перемещения ротора в полношаговом и микрошаговом режимах

Шаговые электродвигатели применяются в приводах машин и механизмов, работающих в старт-стопном режиме, или в приводах непрерывного движения, где управляющее воздействие задаётся последовательностью электрических импульсов, например, в станках с ЧПУ. Шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения.Главное преимущество шаговых приводов - простота при высокой точности. При подаче потенциалов на обмотки шаговый двигатель повернется строго на определенный угол. К преимуществам можно отнести стоимость шаговых приводов, которые значительно дешевле сервоприводов с обратной связью.Основной недостаток - в возможности «потери шагов» ротора. Это наиболее известная проблема этих двигателей. Потеря шагов может произойти при большой нагрузке на валу, большом ускорении старта или торможения, при резонансных явления в системе, где установлен шаговый привод. Как один из способов, избежать «потери шагов», можно предложить увеличить мощность шагового двигателя.

Основные характеристики шагового двигателя - это удерживающий момент (синхронизирующий момент, "max. holding torque") и предельная частота следования импульсов. Единицы измерения удерживающего момента шагового двигателя: кГс×см или Н×м. Он определяет тот максимальный момент нагрузки при нулевой скорости, прилагаемый к валу двигателя, после превышения которого шаговый двигатель «опрокидывается», то есть неконтролируемо теряет свое угловое положение. Величина удерживающего момента, приводимая в спецификации, соответствует номинальному току через обмотки двигателя. Рабочий момент в системе должен быть в несколько раз меньше этой предельной характеристики. Предельная частота следования импульсов, при которой возможен пуск и остановка двигателя без потери шага, называется приемистостью шагового привода. Следует помнить, что с увеличением частоты вращения шагового двигателя значительно падает момент, который может развить этот двигатель. Зависимость развиваемого момента и частоты следования импульсов, как правило, приводятся производителями шаговых двигателей. Пользователю всегда следует обращать внимание на данные частотные характеристики.

www.servosystem.ru

Эволюция приводов на базе шаговых двигателей

Если заглянуть в историю приводной техники, то можно увидеть, что шаговый двигатель (ШД) появился как дешевая альтернатива позиционному приводу. При этом отличительным и наиболее ценным его качеством являлась крайняя простота управления позицией вала — достаточно лишь в правильной последовательности подавать импульсы в обмотки двигателя и вал шагового двигателя начинает вращаться. Именно это достоинство служило основой массового использования ШД в устройствах автоматизации.

По мере расширения областей применения шагового двигателя улучшались и его технические характеристики. Появились новые конструкции ШД с использованием редкоземельных магнитов, так называемые гибридные ШД, которые по стоимости, на сегодняшний день, приблизились к своим предшественникам, а по развиваемой мощности превосходят последних в несколько раз. В результате у ШД появилось дополнительное конкурентное преимущество — это высокий момент на малых оборотах вращения. Например, момент удержания ШД в 2-3 раза выше, чем у синхронного двигателя эквивалентных массогабарит-ных показателей. Поэтому использование ШД в ряде случаев позволяет исключить редуктор из механической системы и, следовательно, снизить себестоимость автоматической системы в целом.

Особенности шаговых приводов

Повышенный интерес к гибридным ШД, а так же новые требования, предъявляемые к качеству выполняемого движения, заставили пересмотреть способ его управления. Так как шаговому управлению, наряду с явными достоинствами, присущ ряд недостатков, которые значительно сужают области применения ШД. Наиболее существенными из них являются:

1. Повышенная вибрация.Повышенная вибрация возникает при шаговом и полушаговом способах управления на постоянной скорости из-за бесконтрольного перехода вала ротора в новую позицию, определяемую состоянием обмоток. В результате вал ротора совершает затухающие колебания относительно новой позиции до момента поступления нового импульса в обмотки.

Частично решить проблему вибрации удалось за счет разработки микрошагового способа управления, который сводится к разбиению полного шага двигателя на несколько более мелких шагов.

2. Наличие резонансных зон в рабочем диапазоне скоростей.Во время работы двигателя, по мере увеличения скорости вращения, характер колебаний также изменяется и при совпадении частоты поступления импульсов с собственной частотой механической системы возникает резонансное явление. В результате чего момент двигателя практически полностью исчезает, что не редко приводит к пропуску шагов. В свою очередь, пропуск шагов нарушает работу всей системы.

Чтобы исключить влияние пропуска шагов на качество выполняемых операций, специалисты-технологи вводят дополнительный цикл реинициализации по истечении определенного непродолжительного времени, что, безусловно, снижает производительность таких систем.

3. Низкая динамика.Во время переходного процесса любой привод испытывает повышенные нагрузки, так как помимо статического момента двигатель разгоняет и останавливает инерционную нагрузку, приведенную к валу двигателя. В связи с тем, что шаговый привод без обратной связи не имеет информации о текущей внешней нагрузке и текущей позиции, процесс разгона выполняется "вслепую". Поэтому, чтобы избежать выхода из синхронизма, технолог вводит плавный разгон и торможение с существенным запасом. Данный способ формирования переходного процесса ограничивает потенциальные динамические возможности привода.

4. Наличие ярко выраженного стоп-момента.При приближении зубьев ротора к полюсу статора происходит резкое притяжение полюса ротора к полюсу статора, что приводит к возникновению рывка, а при удалении зубьев от полюса возникает обратный эффект, приводящий к уменьшению скорости. При вращении вала двигателя эта особенность приводит к появлению высокочастотной вибрации. Данный эффект особенно ярко выражен на малых оборотах у мощных гибридных шаговых двигателей.

5. Высокая рабочая температура привода и низкий КПД.Чтобы избежать прокручивания вала под воздействием внешних сил, ток в обмотки двигателя подается постоянно, независимо от нагрузки на его валу, поэтому привод потребляет энергию всегда, даже при нулевом противодействующем моменте, что приводит к низкому КПД и высокой рабочей температуре привода.

6. Низкая точность позиционирования.Несмотря на то, что ШД в состоянии выполнять задачу позиционирования без датчика обратной связи, точность отработки задания не высока. Например, при использовании гибридного шагового двигателя с 50 эквивалентными полюсами ошибка позиционирования будет колебаться в диапазоне -0,9…+0,9 градусов, в зависимости от текущей статической нагрузки.

Пути решения проблем

Все описанные недостатки ограничивают области применения ШД. В то время, как потенциальный рынок достаточно велик и, по прогнозам экспертов, ситуация в ближайшие годы не изменится. Поэтому компании- разработчики заняты поиском новых решений существующих проблем. Такие пути уже намечены. Это:

1. Улучшение электромеханических свойств гибридного шагового двигателя.В последнее время на рынке появились ШД с новыми конструктивными особенностями. К ним относятся двигатели с измененным воздушным зазором, измененной формой зуба и т.д. Одной из наиболее перспективных конструкций является пятифазный ШД, обеспечивающий достаточно высокую плавность хода. Однако привод на базе такого ШД существенно увеличивается в стоимости, как за счет стоимости самого двигателя, так и в связи с усложнением системы управления. При этом изменение механики не решает проблем, связанных с пропуском шагов и невысокой скоростью разгона, так как по-прежнему не контролируется текущая позиция вала двигателя.

2. Применение векторного управления.Наиболее перспективным решением перечисленных проблем шагового привода является усовершенствование его метода управления.

Проблему пропуска шагов наиболее эффективно можно решить за счет внедрения в привод датчика позиции и использования высокопроизводительного сигнального процессора. Причем, во избежание значительного увеличения стоимости привода, возможным решением является разработка мехатронного привода на базе ШД, представляющего собой интегрированное устройство, в состав которого входит сам двигатель, система управления и датчик позиции вала. В этом случае в качестве датчика можно использовать бескорпусные ОЕМ-датчики.

Состав Сервопривода шагового

Состав Сервопривода шагового

При наличии двух таких компонент как сигнальный процессор и датчик позиции в одном устройстве можно отказаться от использования шаговых методов управления и построить систему управления на основе алгоритма векторного управления. Данный метод уже давно используется в сервоприводах на базе синхронных и асинхронных двигателей.

Алгоритм векторного управления основан на поддержании угла 90 градусов между текущей позицией ротора в рамках одного полюса и вектором токов в обмотках двигателя.

Рис. 1. График зависимости электрического момента ШД от угла между текущей позицией и вектором токов.

Рис. 1. График зависимости электрического момента ШД от угла между текущей позицией и вектором токов.

Как видно из графика зависимости момента от угла между текущей позицией и вектором тока (Рис.1) максимальная эффективность достигается именно при угле 90 градусов.

При этом расчет текущего угла необходимо выполнять в реальном времени с высокой частотой, так как при формировании токов вал ротора всегда стремится в позицию, заданную вектором токов.

Такой способ обеспечивает высокую эффективность управления: исключается колебание момента, развиваемого двигателем и, как следствие — вибрация; обеспечиваются высокие динамические показатели; исключается пропуск шагов.

Однако в реализации векторного управления для сервопривода шагового (СПШ) есть своя специфика.

ШД имеет 50 эквивалентных пар полюсов в отличие от синхронного двигателя с 6-ю полюсами. В результате алгоритм векторного управления должен отрабатываться в процессоре с частотой свыше 20 кГц, чтобы обеспечить поддержание угла 90 градусов с приемлемой точностью на высоких скоростях вращения. Соответственно и несущая ШИМ (широтно-импульсная модуляция) сигнала имеет ту же частоту. Как показывают исследования, компромиссной является частота 40 кГц, на которой максимальная скорость вращения, допустимая системой управления, достигает 12000 об/мин. При этом, силовые ключи (MOSFET) не переходят в режим усиления и, соответственно, обеспечивают приемлемый КПД привода.

Эффективное уменьшение влияния стоп-момента на неравномерность вращения в таком приводе достигается за счет использования замкнутого регулирования токами.

При резком увеличении скорости, связанной с наличием стоп-момента, двигатель вырабатывает противо ЭДС. Происходит изменение напряжения питания, что приводит к увеличению тока, протекающего в обмотках двигателя. Контур тока, который выполняет коррекцию задания токов каждые 25 мкс, успевает зафиксировать изменения тока и внести компенсационное воздействие, позволяющее сгладить резкие рывки вала двигателя, что и приводит к улучшению плавности хода. Оставшиеся низкочастотные колебания скорости исключаются замкнутым контуром управления скоростью. В результате неравномерность вращения определяется лишь разрешающей способностью датчика скорости (Рис. 2. ).

Рис. 2. Неравномерность вращения вала ротора шагового двигателя на различных скоростях при использовании векторного управления.

Рис. 2. Неравномерность вращения вала ротора шагового двигателя на различных скоростях при использовании векторного управления.

Как видно из рисунка, колебания относительно заданной скорости составляют ±1 дискрету датчика обратной связи во всем диапазоне скоростей. Например, при использовании датчика с разрешением 160000 импульсов на оборот глубина регулирования достигает 15000:1, т.е. разрешение приводапо скорости составит 0.1875 об/ мин. При этом неравномерность вращения на 100 об/мин не превысит 0.5%.

Наличие такой системы управления позволяет отказаться от дорогих пятифазных ШД. Достаточно использовать обычный гибридный ШД, при этом все его минусы "сглаживает" электроника.

Использование замкнутого регулирования током дает еще одно немаловажное преимущество — увеличение КПД привода.

Увеличение КПД привода происходит за счет того, что задаваемые токи в обмотках двигателя соответствуют нагрузке на валу двигателя. Повышенный ток подается только при появления внешнего противодействия, в отличие от разомкнутого микрошагового способа управления, где ток в обмотки двигателя подается всегда даже при нулевом противодействующем моменте.

Сервопривод шаговый, с использованием векторного управления с замкнутым контуром тока позволяет формировать предельно допустимый электрический момент во время переходного процесса. Это позволяет добиться исключительно высокой динамики без опасения перегорания обмоток и без пропуска шагов.

Например, время выполнения реверса на 500 об/мин выполняется за 18 мс, в то время как эквивалентный по мощности шаговый привод с микрошаговым управлением выполнит данную задачу лишь за 100 мс.

Схема замкнутого регулирования

Схема замкнутого регулирования

Новые возможности

Помимо основного функционала, наличие на "борту" сервопривода современного сигнального процессора позволяет реализовать в рамках системы управления множество дополнительных функций, таких как:

• Программируемый логический контроллер.

• Интерполятор.

• Электронный редуктор.

• Обработка концевых датчиков.

•Контроль температуры.

•Защита от КЗ.

•Защита от пониженного и повышенного напряжения питания.

•Торможение с регулированием вырабатываемого противо ЭДС.

Наличие перечисленных функций позволяет увеличить надежность системы, снизить износостойкость оборудования, а в ряде случаев исключить внешний контроллер управления движением.

Вывод

Использование передовых методов управления делает возможным применение шаговых двигателей в современных сервосистемах наряду с сервоприводами на базе синхронных и асинхронных двигателей. В свою очередь, использование мехатронного подхода обеспечивает снижение себестоимости такого привода до приемлемых значений, что традиционно свойственно шаговым приводам.

к.т.н. Тихонов А.О.Руководитель отдела исследований и разработок компании "Сервотехника",

Цывинский М.М.Инженер отдела исследований и разработок компании "Сервотехника"

controlengrussia.com

Схемотехника привода шагового двигателя | Техведком

Обзор схемотехники приводов шаговых двигателей.

Подключение маломощных шаговых двигателей (ШД) обычно осуществляется по типовым схемам включения.  Силовая часть привода (драйвер) представляет собой набор коммутирующих мощных биполярных или полевых транзисторов. Современная база элементов предлагает использовать транзисторные сборки в виде интегральных микросхем (ИМС).

Типы ШД делятся на несколько групп:

ШД могут быть разной мощности и иметь разный угловой шаг

В промышленности используются готовые модульные блоки для ШД. Управление ШД имеет целый ряд особенностей, таких как контроль фаз, контроль тока в обмотках, нелинейное токоограничение, режимы — шаг, полушаг,  микрошаг и др.

Функционально привод ШД представляет собой блок формирования фазовых сигналов и блок коммутирующих ключей.

В радиолюбительской практике использование дефицитных и/или дорогих специализированных ИМС не всегда целесообразно, поэтому проще рассматривать схемотехнику на обычной элементной базе.  Как правило речь идет об использовании маломощных ШД для малогабаритных станков и робототехники.

 

На изображении ниже наглядно продемонстрированны режимы управления  ШД.

 

 

Функционально схема управления ШД  выглядит так

 

Варианты схем драйверов ШД

Схема подключения униполярного ШД

Драйвер на ИМС

 

Из схем подключения униполярных ШД видно что коммутирующих фазы сигналя четыре. Блок формирования этих сигналов может быть реализован на микроконтроллерах или на ИМС обычной  ТТЛ или КМОП логики, и естесственно на специализированных ИМС.

Простейший тип формирователя

 

Схема КМОП

 

Схема ТТЛ

Авторская статья

 

Автор

Учитывая необходимость подачи управления от компьютера через LPT порт, применение микроконтроллеров ATMEGA и PIC в формирователях сигналов более актуально (снижение габаритов, ШИМ  токоограничение и т.д.)

Автор

 

Авторская статья

 

Применение ШД в различных областях промышленности, измерительной и бытовой технике на сегодняшний день стандарт де-факто, перспективы развития технологий определят в будущем новую нишу, такую как например робототехника.

 

По материалам:

www.globalspec.com

www.radioelectronika.ru

www.radiokot.ru

robozone.su

texvedkom.org

обложка RUS1

%PDF-1.5 % 1 0 obj > endobj 2 0 obj >stream application/pdf<li xml:lang="x-default">обложка RUS1</li> Adobe Illustrator CS42011-08-30T15:17:19+04:002011-08-30T15:17:19+04:002011-08-30T15:17:19+04:00

  • 256228JPEG/9j/4AAQSkZJRgABAgEASABIAAD/7QAsUGhvdG9zaG9wIDMuMAA4QklNA+0AAAAAABAASAAAAAEA AQBIAAAAAQAB/+4ADkFkb2JlAGTAAAAAAf/bAIQABgQEBAUEBgUFBgkGBQYJCwgGBggLDAoKCwoK DBAMDAwMDAwQDA4PEA8ODBMTFBQTExwbGxscHx8fHx8fHx8fHwEHBwcNDA0YEBAYGhURFRofHx8f Hx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8f/8AAEQgA5AEAAwER AAIRAQMRAf/EAaIAAAAHAQEBAQEAAAAAAAAAAAQFAwIGAQAHCAkKCwEAAgIDAQEBAQEAAAAAAAAA AQACAwQFBgcICQoLEAACAQMDAgQCBgcDBAIGAnMBAgMRBAAFIRIxQVEGE2EicYEUMpGhBxWxQiPB UtHhMxZi8CRygvElQzRTkqKyY3PCNUQnk6OzNhdUZHTD0uIIJoMJChgZhJRFRqS0VtNVKBry4/PE 1OT0ZXWFlaW1xdXl9WZ2hpamtsbW5vY3R1dnd4eXp7fh2+f3OEhYaHiImKi4yNjo+Ck5SVlpeYmZ qbnJ2en5KjpKWmp6ipqqusra6voRAAICAQIDBQUEBQYECAMDbQEAAhEDBCESMUEFURNhIgZxgZEy obHwFMHR4SNCFVJicvEzJDRDghaSUyWiY7LCB3PSNeJEgxdUkwgJChgZJjZFGidkdFU38qOzwygp 0+PzhJSktMTU5PRldYWVpbXF1eX1RlZmdoaWprbG1ub2R1dnd4eXp7fh2+f3OEhYaHiImKi4yNjo +DlJWWl5iZmpucnZ6fkqOkpaanqKmqq6ytrq+v/aAAwDAQACEQMRAD8A9J+rfLezyycIyyogVG5i iFj1Kp/PhbJyFAD8clYXdx/P+A/pi1Ni6n/m/AYq2Lmf+b8BileJ5v5vwGKtieX+b8Biq4SyeP6s CtiR/HFVwd/HFWwzeOKt8m8cVbqcVdVsVaLN44qtLv44q0ZH8cVbtYfQtYYOXL0kVOVKV4gCtMWU 5cUie9VxYuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxVDXEVx9YingVHKI6FXcp9soa1Cv/Ji2QIog /jmgdTaVfXMX96B8HQ7026lR+OQymQgeHnX47mEavdKbe71lmpKgUGtDwTfeg/3cc1+PNqCfUPsH /Ft8oQ6fj7E4UgqCO+bQG3HXjFV4xVcMVXDFVwxVcMVXjAq4Yq3TFWjiq04qtOKrThVB+Y9QubDT TcWxUSg7c9lNEY0Jo1Bt1ocwtbmOOAI23cnS4hOVF56fzN8zpAkssempTec/W5iqJXqp+pBmNOxU fPNbDtLiNCW/9UfrdhPs4xFyjQ96Sp+dWuGaStxp5QSlUAmenH94R8RtBvRF6+J8ByyzlyVzPyH6 3WSgLKN0P84Nf1e6jtbdbBZZVX0udxISWMZZwFW1AIV14/aFeu21cbNqc0BZka/qj9aRAMwsPMXm h6/X4raD4FI9CUz1c15r8UMGw2oe/gKb62fa+UfTK/fED9JZjEEX+ndS/wB+D/gR/TK/5Z1HePkE +FFjPmXzx5jsdSjgtrhUjaFXKmNDuWYdSPbMzB2jmlCyfsDfi08DzCFi8/8Amdhvcqf+ecf9MxM/ a+ojyl9gdhj7PwnmPtKr/j3zL/y0J/yLT+mYEu39UP4h8g5A7Lwd32l3+PfMv/LQn/ItP6YP9EGq /nD5BP8AJWDu+0pZrf5k+brVIjBdIhYkN+6jNaU8VOdV7L6zJqzk8Xfh5a6c7/U817RwGljA4trv z7kiP5veew5X65H/AMiIv+ac7vF2dhI3h3vneo7e1UZUCPkF3/K3PPX/AC3J/wAiIf8AmnMgdlYO 77S4p9odZ/O/2Mf1O/5W356/5bk/5EQ/804f5Kwd32lf9EOs/n/7GP6k58nfmV5v1LzPp1heXayW 1xLwlQRRqSKE9VUHMbV9nYYYpSiNx5lzuzO2tTl1EITlcSe4fqe0Zzb3STavH6iXCcS/IU4rxJO3 bn8P35VnjxYyKv5fp2ZQNSCQNplaf6LcAKCqgJakAfSD1JOaaWjv+CfyxuUMvmP9kmGn2U6qArz2 sUZ/uWEFG7k/AD1zO02nkBsZQA6ejf5BqyTHkfmmwzYtC8YquGKrxirYxVeMVXDAq4Yq3XFWjiq0 4qtOKrThVL/M/wDxz4/+Mq/8RbNb2n/dj3/oLl6L6z7mMZpHZsXr/uRuP+Mr/wDEjmVL6R7nVT+o +9kNkfhGajPzZhHDpmEWTsUsJ86f8dmH/mHX/ib5tNJ/d/FyMPJA2/2RmBqg7bCiM083NDsgySXz L/dwfNv1DO79iPqy/wCb/vnjfa/6Mf8AnfoYxJ/e56lpzs+Q60etcMyw4LeFDIvy7/5TbSP+M/8A xqcw+0P7iXudp2L/AI3j976Qzjn09LLr/eh/n/DChYMVXDFVwxSvGKFwxSuGKrhgVcMKrgcCrq4q 6uKuriq0nFVpwqtOKpZ5uuIoNMieU0UzKAaE78G8M1PbGaOPEDL+d+gudoIGUyB3fqYh+lrH/fh/ 4E/0zm/5Qxd/2O3/AC8+5IFdXv53XdWlcj5Fic24kJQBHUB0mQVMjzLIrE/CM1OfmyimA6ZhFk7A lhPnX/jsw/8AMOv/ABN82mk/u/i5GHklE9/bWFlJd3JKwRAFyqliKkDooJ6nMTPjM5cI5u40kDMi I5o22niuLeK4iPKKZFkjalKqwqDQ+2aXLExkQeYc3hINHol9xrRh2+00n0ai6iaT1+TDiVDHjx4E GvH+b+22Gm4sMsl/SeX4P6G6OG8ZnfJR8y/3cHzb9QzsPYn6sv8Am/754f2v+nH/AJ36Ew0XyZ5Z k0611PX9bj0uK9qLRbh5IEkZGKsqM8vJ6U3+FT887jL2lPGTGIGzxuDsHHnAyTkaPQbde/f9CIvv K3kho76bStVivpbCnrWdvcQSUDSiIk+nJNItOVRyHscq/lvMB/D8v2uQfZfSmV3MeVj9V/ai5/y0 8t2V01tf69HDcMgkht5JIoX4EkcqMWLDaleI3Byz+XMtfTG/j+tq/wBCmnv6p18Pvr9HxRuh+UtA 0nXrC5trma5u4byGFkJ4qpmUsOQMS/sb7H55Vk7WyZYmBEaPv/W36f2ewYJjJEzJiepFfc9ezXu+ Sy6/3of5/wAMKFMYqppNMZeLQFI/52Zf1AnCq+5u7e0t3uLhxHDGKsxqepoNhuanK8mSMBxS2AbM eOU5CMdyVIazp6sVuJVtWG4W4ZYmI8QrHlT3plX5mH8R4ffs2flp/wAI4vdugLnzx5dgkKCdpmVu J9JGYbVqQ1ApAp2OY8+1MMTV37nKx9l55C6r3lHWPmXQ7xEaG8iBkPFY3YI9TUAcWod6Zdj1uKY2 kGjLossDvEoxdS09pTEt1CZRQmMSKWAIqNq16Zb40LriF+9pOGdXwmvciS6KhdmAQCpYmgAHeuWE irawN6b5rx5VHH+au2+KrwcVQM+uWEMrxM9WjFXpSnbbrud+2GkWlt15pK09GEU/aLGvatPhw0i1 WLWNUeMSC1WVCK1iNad96Ft8aTaBbzXck/DEgG2xDHvTxGGkcSY6Pq8l+ZFeMKUAPJa8dzSm+AhI KE/ML/jiQf8AMSn/ACbfOb9pv8Xj/Xh4Sdr2T/en+r+kPPc4d6JStv79v9Y/rztMH9zD+qPueVz/ AN7L+sfvZPY/YGa7PzRFMB0zBLN2BLCPO3/HZh/5h2/4m+bXR/3fxcjDyeewT6hF5Hv7m9kuZJmk EikO8cqo7R7KzxigG9eIK9aYckQc0QK+8fe9cIwOpjGAiBVdK69x+/dHeYr2W38oaZNHNNbM5thy DN6lDGTxdlaEmv7X6vDW6XEJaiYIB+r3c/cWzTwvLIUDz/HVV1Gg/MPSySxJtXCjYKNpSTU9T7Ae +V4f8Sn/AFh/vVx/4vL3/qTDzL/dwfNv1DOk9ifqy/5v++eB9rvpx/536ETrvli581+SPL9tbuUX Srmsiwj1JZfVnBkWmwj4IVatT7gDc9LrDWU/jo6fs+R8GIr8WURonlbyVo1l5n/w/q1zf31uUh2a 3niaKOOeS7CuYiY4wy+pasooz0p1zGycnYRG6J856FYa5530vXGtr9JdOujYUKc1IiaSUzhXK/ua /CH5gDwx4ujUZEmqTXy/cabqWqWus6bfJeWsup29txSGSDiy85wWWVUNSlwprTfr3wwjUkDHwj5f e9fy1mll1/vS/wA/4YUJVd6zBbzy27H0nRAyyyAiMsSAFB7nftixMgGGa55imtlEklldX0sjupa1 jMhVQoZWYbBQTVep3p70jMmiFxG5b8mIjzhqzs8C6fqpoh5R+m4J4kvxoaCtdhv1znhguo+IeLu+ P9b9D1BzgXLwxw9/w/q/pVYNUnnYJJpV/AWDES3ELxxiu/EkrSv05LN2fDHj45Slf9X/AI8ww9oz yZeCMY1/W/46maxWbpVy0Tcv2kBWvDpsSfpplcNFhmPTkF+Yr72yetzQPqxmvI2oyqkUqqiiYfAS 8dCvTscwdRh8KfDzc/T5vFhxcufNMtG0SLUrXnFLS4QpW0EbNIVp12HH7zTxIzK0fZ5zx4garvcX W9oDBLhIu030jyPqF9GlxPIbS3qDDFKpaXipJHJQVC1r45nafsqEhcjKu7l99/cHX6jtWcTURG+/ n+PmWR3nl/VmtRHFfCQK3IQsjMDWmwaSVyAKbb5u8UYQFAh5m3R5ZTmbNfAUgpfLetxW5kD2870J aIB4iKjsf3vL8MtuJ7x9v6mupDuP2frSU6rbLIYrhTbupIIk48a/64JX6Ca5G49JA/H9DLhl1iR8 P0o6wu9KmkaOeVwCKJ6ZU9gdweo+WUQ1GORqMgS3T0+SIuUSAj7K/ig1MysrLCSwbgAAQSSCQOw8 MuppTUaBZyXbXBIe3kHJYxtuSD1HbBaaR8FpDblvRARG6ooAFfHpX8cDJKPzC/44kH/MSn/Jt85z 2m/xeP8AXh4Sdp2T/en+r+kPPc4d6JBi/sba4cXFxFCRVj6jqlFLUruRtXbO302OUsEKBPph4PJ6 iQGWX9Y/egr782tGsOIsoTfIoJllZ/QRenTkrE961AyY7IlPeR4ftaTnA5MK1r8+9fa9EmlGKOGF uTWwjEiMikmjyN8TVGxKcfamZUOxcAjRsnv/AB+1qlqJXs9E8mfm3oGteWBqupzRabdwyfV7q3Lc i0gC/vIYwWkMbcx2+HfqByOk1PZOWOXhgDIHkf0E8rcjHqImNnZR816hZalfRzaddxzRm3CLPEVk VX5P4bVFemXYtPPFHhmKP47nP0s4nfmLYVbrNZ+TL9pmu3cTChA+rT0DRooQ/vPh3/4HbKclSzRq vvD1wInqY1w1X9YdT5b/AKUV5ouJX8m6e0RkpP8AVudZFWTh6Zc8nYHccasfp6VzX6OIGpldbcXT bnTdpYjxpX0tG3lty892NyIXfhalGlBThGD6tKghmq3Sop9O4zHxz/wSUb/i+f0/jqwjL9wRfX9S K8y/3cHzb9Qzp/Yn6sv+b/vng/a76cf+d+hFa95r8waF5Q8nrot+bSa7muop41jhlZ1EjMu0qPT7 J+z1zptZ/eh5fc6rs3+4j8fvKj5bX0738zaoyM+oRM3NeNa6leUZancFab5jT5OaObLNb8z6vD+b 2m+XhdBNEuNKa5ntmSIq8vOdd3ZC/wBmOtA1NunXD0VjH5KmT9AWgcBR/iC3CgDsNPt6HkAvKopv TfrvXJA7sZ8vk+hckhK7v/el/n/DChimvXVybqZAguEgo0UC0Qk8QeBdtqlx17bYsDzYgdW85lHZ PLohdt1LXtuwoCK8t1+VfDKsgycJ4di3YhjErluPkl66j5za6a6fQS7sCY2guLdPg3FTzVlJ2pQf OpyjT6cRkJyHFPv/AGe5vy6zjhwRJjDu/bv13TbWDNHZxSTM0TtG0lxHJKSq0Ck1KkL8PjSmY/a+ eYEYxrfpQLl9kYIEylK9utkMU1C88u6nD9Wubu1lhEgeguynxICVPwurbNTNeIZYbyG/dGI+01t9 p7w7IzxT2B27zI/YL3+wdxSuDy95TuZlhtru1gmRw4El5MxJ5gOEX1lq5BJAJ36e2bfS1KRGSPIf b3XW/cdhXS3Uau4xBxkbnr3d9cW3eNzfWmWweVPy40nUZ7XXfr1pftHGnp25vWBj9IAGRoRKnPjT 9okbb1y/FIdY8Pl/Y4+UHpLi8/7d2S6drv5cabo6xW15eR2VsVTnLYyzSL6xdlJea2kdwSp3qeO1 abZkDNX4P63GOEn8D9TIdGTRNctpLvSJ0uI4ZWgdrqxEfFwqsQoMdrJ9lxuD9OTGe/7T+1gcNf2I xrLU7arL61B/u20mLn/pHuvUjA/1WJyXFE/t/WGPDIfs/UWCea0u11CS7DR3Mcx+MqjQyI3ACksL HkrUFf8AK6jOe7T0QGTiB4OLlf03/WHL47f0nouy9YTj4SOLh519VX/NPP4b/wBFiUWtaik0ptNJ vZI4GcGSKMGP4FpyU8gV6f2Zjzx5P468TnxWQfjQ9Xv/ANlTkwyY+UL8Plw0CPhZ9Pu/2Ns28u65 qNrDDc3nlrWLqS4jT41jQoqcwPs+pVvhbkajf9ez0cJgcUzxEj7HVa2cCeGA4Yg/a9G0649fT7ac 272ZliR2tZAFeIsKmNgKiqnY02zOcBEE4VSP8wv+OJB/zEp/ybfOc9pv8Xj/AFx90nadk/3p/q/p Dz3OHeiU3vL3Q7M6lFYtf/WZmEcSckWqo3968Uc77+jxSkbFnZEHWo9K7LH+DQ/qj7nkNSf3sv6x +9guvarpfmfy5rF9aWUYmMNzKLlkCM8ULNVlMkZcMqjg6kAhq0NCrnPcdJvy1tdJsdHt9SNnZvdz 8p1vb9QY4Pq0pHP1XKpBx5g1qCT402lFrA8nsFxPqEVsGvLaG6tZKQyzRMfR9RgwMY9Rf3g/dtuu 1KHvkuJlwpF5isbXTLtI4reG0gWh2PTt1AWnJt6Kq77eGaTtH6/g7TQRJFebBrKFbLybfXkckrMS q1tpytQWjDv9qdFYtWppWnZc1OU8WWI2+I/se3lPj1IiQPiPfQ5RP7e9F67c3C+TrK5jvvrEgljc yyGCTiViasfRUk4sPdq75gaaAOplExrY/wA4defl9zbgiPGI4a+f4h4IzU7iJPzD0pGX4mtXCsAD 9r1O3Et+z4/xrj4IE6OZ/pfqYY4k6eXv/UmXmX+7g+bfqGdH7E/Vl/zf988B7XfTj/zv0I/WvKep eYPIflyaykgji0l7u6uHnaQEKHYfCqK3LvXce1c6bWf3h+h4Oq7N/uI/H7ylPleRFv8A8yoIoyix X0SyO7MWZv0hdFW+KtaqaE17V7nMWfJzRzZL5k0me7/OfTroq/1OPR/Sd0BqGkN4KqQG3CMe340r cMUjDirYNRzxE+C/UeiTfkmzjQrRXNX/AMRx8m8SLOAE7gH78gDZZzFD5PonJoSm9r9YkA69qfLC hhbhg5V3o4I5A9a13ybBr/Z9v44qltxaebbzUTb6cmntZEDj689zHKaVL1EUTqN6U3/XtCVp4Qea h5p8v+d5dNE81ppMYgThO8dxcMHQiheUGBB8PEcj3HWgGYGrwk1MXY228+vv8+jsNHnjAGJrh5m9 uXee7ya1vyl+hvK8NxJo1te6gwMV1Ba+myBiHYSo84g+HYVWla/Kpvx4hjiI/V7+pacmWWTIZch5 dAg7EQIoZPI9ylwYUFs8pta/WJlKK7kydKmiUGwBalTtZghGBoD1czvbXqJSmBIn08h0Zn/jbzIr BX8m6lUpyJSS0YVFarUyr4bfwyVnuRQ72XxuWRWKlCwBKtSor2NKjJMV9cVY/q2recbfUmi03Qor +wAUrcteJAxJHxjgUfoSKfT7ZE2kAJJrDec9WtlS68p2/qKSBKuoRiVVIY1jf0yBuFqrVBr02xO4 oix3FI2Ng0e8Jd5f0Pzxaeobixh09a1kl9ZbgyxsnExSolAUXjXl9oVPHvmNpMM8XoJ4sZJ27vdu 363OMshOI4Zgc+/7mW6Hr9iYxYzSlLuE8WiZfhQEkIquo4lQPst3HvUDNOPh5cujhRy8R3+rqn1c i2NE4qkv5hf8cSD/AJiU/wCTb5zntN/i8f64+6TtOyf70/1f0h57nDvRItYNJ1XSDpV/O0IVw8Uq BGkV/VZmULJFJFw4hft8q1Oy0U56L2bmgMEAT/CPueR1Q/ey95+9T1jy9pOjfl7rtjocckyz2k9t p2nKZp/SE/McIY0E0hYvK0jOwJJPxMsaqE2AzwINEbebQYsauvLt35f03RvKOg6e2s3VvasZLmRv SVpLuaX+8KD4FBVmXk/2RQNUE5VpNScuMTIq7+9Bx8OyJtPyv1vUb62OvagvPSp1uIVjghVJZUji ZWRl+MICCtGFa8iKdWyrY8JtG+dFDarEkgDKbcKQRsQXfYjNP2j9fwdloJERsd6At4IDGUMalGoW WgoSKU2+gZzOqNO8wSPerT2NlcxiO4t4po+XPhIisvICnKhB3zUeLKJuJILsMc5DkaXyW9vKyPLE jtGeUbMoJVh4UnocqjMjkeaRIjk3+YXljUdFhsnumjkWZpArRFiAVC7MWVetds9J9mezMmllPjMT xcPK+l+Q73gvaTWQzxhwg7Xz86Smx/MLWdN0pNIggtXtlR0DSozsRIxZq/HxP2v5c68dm48p4iTf w/U8TPt3NpwIREaHff60PJ5rWSx1GJdNtre81Qxtd3tupjaRo5DJydPiUsWdySKbsTlg7DxWN5V3 NZ9qs/ARwxEjyIvb4G7T26/M6OWWS4j0n07uSMQmb6zJ/dqWNKIsf87UINa/LI/yLLh5ePb+r+1u /wBFMePj8L1VX1/8d82vIV/oKX+kaRptg9k8moi7nVXZ4+axhAVMjO+6xqDX55iZuyDiiZmVgBz9 N7RjUTjjEOGUpb72K+z7nvOap6VKbz/emT5/wwhCGNratKZmhQykcTIVHKm+1aV7nGkUObF7qKOG 4kirXgSAR88mxVR5fi1OCF4tWvdLnV5FJsXijaQHqrerHLWg32pkZBnE0vk8jXckMsTeatcpKAGd ZrZGFKfZZbccenbI8LLi8mJeZdKnhupbY3/mu+ktXVraZLWO4gMvEOaOsHxIahSKbMD2yjNi4qPU cnIw5TH+qeaJ0jzCLD1NS1DR9ckv7iTgZ2sZeMbAAfYZlYgh6A798hhgYcVCuLr9Xz5foDLNMT4b O0en0/Ln+k+aeaD58ury/h039H6lMZj8N9cWMlvGBuayEDiq7cQw7/dl+MERAkbPfVNGUgyJiKHd ds2jdmWrLxNSKdehyxqXEmm2x7Ypefv5tksJFiufOukc/qwndLyAK9AW5y/BNDSMnYAr8IHVuuPi wyeqH0nkvhTx+mf1Dmoab59SC6dtV8++Xbm2gkAuEt4fRKfE3JHdruYJ04qT3Hc4qzrSNd0bWrVr vR7+31G1VzGbi1lSaPmACV5IWFQGGKvO/MqXC3pmjV1uYTJ6koV1qQxDgtQHi1Nj9I2zX6zNKMgP V4dbkX6f6Xw+0OfoMMJRMhw+JewP8XlR6Hoe/dFeUPNV/HJa6ZCguIHYKsZUh0BY86MP5akmtema 7TajLhyDD9Q/QeoPd19zs9VpsWbGc18J/SOhHfe3vejE50LzrHPzUlkj8u2zRsVJu0FR4elJmh9o Ig4Bf88fcXc9hgHMb/m/pDyv67d/79bOQ8OPc9T4ce5NNOYtxZjUkAk+5zqMQ/dR/qj7nitV/fT/ AKx+9lVh9gZrNRzYxTAjkhRt0PVe2Y+PU5Mf0yI/HcyMQUPZabY2NslrYwraW0R5RwwD0lU8/U2C UoC3UdD3zOx9s548yJe8fqpicQLEvOaM2t26ICzNAoVRUkkyPsMuwZp5YmUjxSJcrABEeS6x8u6x LatcJADEil2JkjUhQvI/CWDdPbKs/ZueW4j9o/W5mLW4o8z96IbQtRhtLe9nhUWl1xEEhkXixkQs lfTLOoNPDNfh7NyY8uOWWPolMDeuvSufzcnJrIShMQl6hElLbuNtNtradUsZlv7uOzgX6/cSh25Z PTKnnEwTgVbkK7cSKctj2g0WmuvDh/pR+p5ga7If45f6Y/rSnznresahq0sOoyq7W/BeEdOAbh8V GCoW37kfd0zc6WNSdT2jK4D3sWlZTLQEEjrTtnQ6bk8h3h9S4dMzg6xvChkX5d/8ptpH/Gf/AI1O YfaH9xL3O07F/wAbx+99IZxz6elF5/vVJ8/4YUKYOFWP6rY3ZvWFtFz9WjA78RVviqe3fCxkD0Ti HT4o5oZgd4YygUbAk9WPicimkaDilsHFUi1WLUJ74xRxvJEOJQDZRtv7eOSCCg7CW6ttRiiClZSw R0J6r0b6MSgc2VPPHHx9Rwgdgi8jSrHoPmciyJX1xSwDVWmuNUN03ljXGaW2QSNa3cKRrRn/AHAh a5RAx2JZRvXdtsEeXcxjIyFkUfNLLfy1aWlzHInljzK7mUx8/wBMtKoBUfvGWW/ClPiI3Hjt0wsn pen2Nvp9lDZ25cwwIERpXeWQhRSrySFndvEsa4qxTz9JqHH09Mt4ri5IT1FllMC8SWr8YV99qDbK 82PjgY97LFl8OYl3JH5T0jzxZSrfyaJa+s4KqXv2AUn4fU9MQGu3blmHptKY0ZbmNge79Pk52p1Y lYjsJUT7/wBHmyzR7/zxNeQx6tpNlZ2oQ/WJ4Lt52Z+O3BDFFxHLxJ2zPFuAaWfmx/yjdt/zFp/y akzSdv8A9yP6w+4u57C/vj/V/SHk+ci9WnWm/ZT5D9WdLj/uo/1R9zw+q/vp/wBY/eyqwZaKKip6 Dvms1HNjFMh0zBLN2BLFdeBbzXZRgketAITQhTSUyIaMQ1Nm60zoOxeY95+5cn92UfoujXNrPf2j LK9vLdPAzwzOii1MBZZJBIF5Py+BuHjXpvnUyFVVF1mKYlfkaeYabr16/mjUGu52kh023nEKkkhI 4pV6Aey5qe2eWL/h0P0uf2cd8n/C5foTnzr5f1jUrKHSYD6N/HqR1ATWYRC9u0kiLK7SfVIPXrMv JOdWO49s6BMJ8XJ0hxDcTAon9NpDeRiK8eAXBvBFHCgu2BVpQsSj1CGJIL0ruc2ellcr8mnX14Yr kxDS7uFNa1c+i6KJSZ5yYhGoTkeR4hCK/wCy986TFyDzHa2IyhDcX0G9m69/6E/t54biFZoHWSJv supqDQ065lB53JjlCXDIUUJe61aWl7bWUgZp7ogIF40HI0BYsV7+Ff1YkuRh0U8mOUx9MPx+P7WZ fl3/AMptpH/Gf/jU5idof3Evc5HYv+N4/e+kM459PSm7H+lSV6Aiv3DChT5eAFf8+mFXc2+jFVw3 3GBW98VdXFW64qtMUbSrKR8aAgh3OKrZLf1Zkd2rGlCsVNuYOzE4qr1xV1cUurirq4qlf1NpdYkl nTlCFBjqKqSBTfam2FjSZ1wJdXFWO/mx/wAo3bf8xaf8mpM0fb/9yP6w+4u77C/vj/V/SHk+ci9W mKztBbI4fhuu9FP4MVzouKsMfcPueE10qyz/AK5+9PIYFbzHZzVcskJqAtUAIcDk1dq18Mwc55tP D+8B8mUjpmvLlOwJYh5lbj5r0w+Bt/8AqIOb7sfp8fuY5/7osN/NEA+Yp5GjWRodMuZYQ9gNSAZW h4WMnjGeIP7xgVG9eudXpvpl7nQn6o/1v0fj8FTS2tRYyzRxqLi6j1kzSADkwWWBFDHrtvQdBX3O ajtj/Jf8Oh+l3nZ/+U/4XL9D0y4ljmukhIHKMK5am4HNTStKb8fHt0PbPzcnW5/p+Lye7UpqdxEe saxIf9igGbHRdPc67Wf3Ufx0YfBeM8nmHm8tIDJ/et6oFA/2EYKoFBsudNiGw9zznaGL14ar1h4d RzP6Vkd5fQ+U7SfTXrIZGH9zuylnBAjjDqKHf/OmZF7ONLBjlrJRyjav53kOsqtGeYZQmqaKpjjf nOaM9eSmqbrRl8e9e2E8w43Z8Lw5jZFR6fHnt+N3oH5d/wDKbaR/xn/41OYvaH9xL3Mexf8AG8fv fSGcc+npTdn/AEiXwBH6hhQpKAflhVstvsPuwK38fWn+f04VbVyQQe+BVw9sVXV9/wDP78VdUHvU /LFWjscVdXFXVxV1cVdXFXVxVquKurirH/zY/wCUbtv+YtP+TUmaPt/+5H9YfcXd9hf3x/q/pDyf ORerRzmMWkfOgWq1LcqDb/I3zoD/AHMfcPueC7QrxZ3/ADz96fxEDzHZDmgJiPwFaudn6NxNP+CG Yefq1/5QMpHTNeXKdgSwbzyXGs23p1EnpRcCqq55es1KK3wk+x2zfdkf8V/uWGo/uZMY1mHTvMmq z3BvTLbvpfoJLCx3e7ljgJYwSxhlR/tx8uLdDnT6adRPmP1Olx4+M3/Nlf2JDoOo3Nxrep2bvWC1 tb0wp2BkmUsfmdvuzW9sf5H/AIdD9LuOzjvk/wCFy/Qyfztdz2GkG5s2ktruGVRNxlLJJu0IG/pM SvPkp5A1A+ebHTT4soEhY/Huef1OeREojb8V3foPuLFNNVo+ELcuUdvbqQ4o9ViUHkDWh8cz9J9X wT2h9A97HElnkk11jesRAZ+ULHmg/vAtQyfCAAPssc6XENh7nm9cAJ4hw/URvyPTz+8KFw8H+EbA zPE6Gcj1CJUj2aTcCIKw2Hhl/Rqxxn+cnwiQPDy9JPKP86x9qca5cSw6npKoWVZZSjMsauT8SfCS 26gitaeGTLrdFjEsWUmto9SR37+Z97PPy7/5TbSP+M//ABqcxO0P7iXuT2L/AI3j976Qzjn09J7w /wCkzDvtT6BhQpKfhp23r92FW12AI6k0GKrqHr361r9OKurvXxBxVeD0+j+GBXAnFVxB77DxxVpq igPh/E4q1XFXVxV1cVdXFXVxV1cVariqQ/mx/wAo3a/8xcf/ACakzR9v/wByP636C7vsL++P9X9I eT5yL1aNeGeW3iSGP1DStKrQGm32gc35BOKFfzR9zwXaAJyyr+dL72SpDf8A6Xs5oVc2yrxmYOvC h5VrGaGvTev0Zh563YES4wRyZIOmYBcl2BLB/PIuDq8LW7xR3CQJJE06s0fOOR3UMqfEalaU2+Y6 5vOysggLPLf7mUsZnjMR1Y9Fdef4Zbm/tbywl1G5CRkSwvHCsaszUAUyPX4qCp8epNRsp9tYcfSX yH/FNeLsrJ04ft/U3YeXbfTrK6kjj9XULlJTNIhILmQswQc2C7VCg7eO1c53U9syzaiJJrDGcZV7 uu2/fs7jB2cMeKVC8hiRfv6JV5gsvNut2AhktkhnU1XhwijYnvKDPccvtMf9ah7b9JHtzRg7T/2M v1Ojl2Pm39Fe4xQFlpd7awpPcIYlKJAiMGVqwKEZqMFPGo+E9+vSmbnszW4s2SUYHi4QLI5b/wBn 43dT2tpp48cTIVxE/YkVppWoRpqIuIoEnvQSPTaTizsGBL9xUn9nOvxEEbPF9o6iPiY95VA+Xly/ ah5vL+pv5di04CIzxzM4+N+CoeVOJoG25dGrmRWzXHtDENScp4uEx7hZO3Pp06UifMen31ze6ZcW 0ZkFpIXenHb44yNmZK7KemGQaOzdRjhjyRma4xXXul5Hyegfl3/ym2kf8Z/+NTmL2h/cS9zDsX/G 8fvfSGcc+npLfA/XJKeI/UMKFihqE0O/9DhVwDUFBuDiqojOpBK9OxwK1R2JbjQb/qxVtanahr/t Yq2vIUqNx44qvqdq/wCf3VxVa/KvQ9BirVG8DirqN4Yq6jeGKuo3hirqN4HFWqN4HFWqN4HCrHPz jZl8rWhUkH67H02/3TLnP+0P9wP64+4vQezovOf6h++Lxz1Zf52+85x1l7LhHc9Ls9S0qyttJtZb FJJ7m1tXMwVOspWOpJFSamud1p8mOOLGDG7hH7Q8DqdPKeXJIH+Of2FWtvOfl1kT9y8bkKXRYg3E FC7HbsgU12xjqdLIWYjlf08trYy7OzA151z571+lefPHl1XEbLIjcSWDR0KkEgqwr12wHNowaMIg /wBX4dyB2fnIsbj3/FFQ+aNAmv47KGQSSytxRlWqE8Qw+IePKnzyyMtJKQiIxJP9Ed19zXLSZowM jsB5+dJfd+aPKDzk3NsJXR/RErwK+wJ3BNTxrX+mD8zpYnh5QN6+ltjoc9WD0vm0vmLycY+cVmGQ Al2W3Wi0Cn4ttvikC16VyHj6SYvhBH9X3frZnSaqJomj/W9/6l0fmPyizorWgj5uqIz26gHkK8vk AR94wA6IkDgjv/QHX4eY+anBqgCeI7f0u6/PyPyWHzR5PWISPacOX2Ua3Sp2Uj23Dg9cgJ6E/wAE f9IO6+5kdNqx/Ef9N5196dQaZo97aQTy6db/ALxFkEbxRtx5qDTdc2ulxwxi8cRDiq6Ffc6vU3M1 M8dd+/3uPlry6TU6VZk/8w8X/NOZo1GQcpS+ZcKWhwS5wgf80N/4b8u/9Wuz/wCREX/NOH81l/nS +ZYfydpv9Th/pR+p3+G/Lv8A1a7P/kRF/wA04fzWX+fL5lf5O03+pw/0o/Ui9I0HQ4NSgmh062il RqpIkMasDQ7ggAjIy1GQijKRHvLOGhwRIMYQBHdEMuzHcth3s+bPL1rqdxb3F6sc0TcZEIeoIA8B mFk7T08JGMpUR73Ox9maicRKMbB9yC/xt5W/6uCf8C//ADTkP5X0388fb+pn/I+q/mH7P1ppp+pW V/b/AFizmWeGpXmvYjsa9MzMGeGWPFA2HDz6eeKXDMUUoTzvpBeeMrKZYZnhWNELlxGQC602pv3z XjtjFZG9gkcruursD2PmoHajEHc1V9FSbztoEaK4mZgwZvsODwQsrEVHYp0yU+18AF39h8/1MYdj 5yar7R5frTax1K0vbY3Nu/KEFlLMCtCho3XwOZuHUQyR4onZws2nnjlwyG/60tPnfyqCQdQjqNtg 5h4hcxP5X0388fa5f8kan+Yfsd/jjyr/ANXBP+Bf/mnH+V9N/Ph3/qX+R9V/MP2frd/jnyr/ANXB P+Bf/mnH+V9N/Ph3/qX+R9V/MP2frb/xz5V/6uKf8C//ADTj/K+m/nj7f1L/ACPqv5h+z9bv8c+V f+rin/Av/wA04/yvpv54+39S/wAj6r+Yfs/W7/HPlX/q4J/wL/8ANOP8r6b+ePt/Uv8AI+q/mH7P 1u/xz5V/6uCf8C//ADTj/K+m/nj7f1L/ACPqv5h+z9bv8c+Vf+rin/Av/wA04/yvpv54+39S/wAj 6r+Yfs/W1/jnyp/1cE/4F/8AmnH+V9N/Ph3/qX+R9V/MP2frd/jnyr/1cE/4F/8AmnH+V9N/Ph3/ qX+R9V/MP2frUfziYN5Ts2BqDeRkh3MMuYPtCbwR/rj7i5/s6K1Ev6h++LxzONezeiXd/o1tpekp qGm/W5WsIWglIFKBPiUsenGgP052wyYhixicOI+HH7v0fpeIljynLkMJ8I8SXf3/AKd/ktXX9Dtn LLokSAKhLh5vsyQs1K0ofgBFK79OpyX5rFAX4YA/zf5pP3fNh+VyzNeISf8AO/nAff8AKkJceYPL nqwpDo8SLz9N+caMTDUDbiy8X3Na9MqOqwEgDGN9uQ5WPlz5No0ueiTkO2/M86Pz5bEIqPzFo1ui XdtocY9GMzeorRVT41i/ZB3+JK998s/N4YR4xjFRF7cPeI/qa/yeacuA5DcjW/FvsZfrW6fe+VZF ufS0WptoI7llaklUWnL7RP2RJX/K74MGTTEExh9Iifx7vtTnx6kECWT6jIfj3rv8Q6GqyINERIXU KhYxoHVjERyqPhHFkapOE6zCNvDFfAfzf1hA0eY7+JZ+J/nfqKlL5s8sGA/7hlaNXSiMsY2KFa0o dwEpTIT7R04/g5EdB3V9wZw7O1BP17kHqe+/vNtN5p8tNGPW0RaGoCgRn4Qilew60Ueww/ncFb4+ Y8v5oP3Uj8lnvbJyPn/OI++0xP5i2C7LZzHrxFVHTmADXpug+/23yJdqwG3DLr9nF/xLjjsmZ34o 9Pt4f+KZHpOorqOnQXqoYxMCeBNSKEg7/RmwwZfEgJVVuvz4vDmY3dIvLWp2KonTv97Yvmf1HEqn +RS+e/Pn/KYar/xnP6hnn3an+MT976J2V/i0Pch7fyn5iuLGC/gsZJLS55elKpUg8CQ1d6r0P2qZ XHQ5pRExEmJbJ6/DGZgZASCf6Ba+c9Isr2OPTJzACksjoyxujKAxpyEgYFCOQ49M2WiOpwQkBCVb Hur7+nPZ1mt/K55xJnG9x3393Xluj59R83WsM8k+j3ccKpykNYFCr9mtRb16iuZUtXqIg3jkBX9H /iHFjpNNIgDJEm/6X/FpYfOOoFw5srgn3MTbnrubYnfwzF/lWd3wy/2P/EOV/JUKrij/ALL/AItq 486a29pPbxwXCrNG0QEnBlQNsSOEMbVpWnxUwT7WzGBiBLcVvX6Ij70w7IwiYkTHY3tf6ZEfYxT6 pd/75k/4E/0zTcEu53XiR7w76pd/75k/4E/0x4Jdy+JHvCkQVJDChHUHIMwXYq7FXYquikaKVJVp yjYMvIAioNdwdjhiaNokLFJx/i7Uz9qGzYVBANpb7UNR+xmZ+fn3R/0sf1OH/J+Pvl/ppfrabzZq bVrDabnkf9Fg8KU+x09sB10z0j/pR+pRoIDrL/TS/WhdQ1u7voRDLHAiBzIPRhjiPI1rugBp8XTK suolMUQPgAG3FpowNgn4kl6j+bf/AChun/8AMVD/AMmJc6jt7/Fo/wBYf7kvLdgf4zL+qf8AdB4/ nIPYvQ5dTn0+20iWDTRdSNpsSi4Ku1Kp9j4QR1pX5520NQcWPGRDiPhx3o93L508PPTjLlyAz4R4 ktrHfz+Vqh2/WriUSNo6oLR3dJJEl+AbRAjipJ4+oS1BuB0FMu/NZJb+H9J8/IXy8z8mn8rjjt4n 1Dy8zXPyHlu3/i7W47hvV0VxCgjaTiknMcuJbcilfDIjtDKCbxmhXIHr8GZ7OxECsgs3zI6fFufz RrXpy8NDkKAn0w8T0CcnrzFOuy/jhnrsoBrGfxf7GMNBiJF5R+AP2/JrVfMcw023W40xVa6aVbm2 kVwVhjcKN1Cnw36bYc2rPBHih9V2N+QNIw6QccjGf01R25kX3+/zQw8xavPBHHL5fDJHIPTAjkAQ xtHx+Gnbp93hvSNdllEXi6+fl5ebedDijIgZRy8t/q8/L7UWuveY5LhYDpUQkb0XMrxyhAZCq71H VfUFfChzIOqy3XBvt39f1W4w0uKr49vV3dP10tHmnXyAf0IVjjLeopSXZa8RQ8aCgqp27ZEa3KRf h+/n+pkdFiBrxPdy/Wt/xV5iEdZNDYyjieQjkoG9RhuKHt0364Pz2YDfGb/48R+34p/I4b2yCv8A joP7Pgm/l/VdY1C5mN3aNZW8UahYnRlJdmbcFgK0Vd6ZlaTPkyEmUeED9v6KcXV4MeMARlxE/s/T ae5muE7FUTp3+9sXzP6jiVT/ACKXz358/wCUw1X/AIzn9Qzz7tT/ABifvfROyv8AFoe56D5F8m+X tV8o6fdahbvPM/rVJnnVRSZ0HFVdVGy9hnQdmdn4cunjKYs79T3nzed7U7RzYtRKMCANuke4eSfN +XPk5m5NYszEAEm4uSaAUA/vPDM89kab+b/spfrcAdsakfxf7GP6nf8AKuPJ3Fl+otxccXh2i5oR WtD+833GP8kab+b/ALKX61/ljU/zv9jH9Sz/AJVj5H/6tv8AyXuP+qmR/kXS/wAz7ZfrZfy3qv5/ 2R/U7/lWPkf/AKtv/Je4/wCqmP8AIul/mfbL9a/y3qv5/wBkf1O/5Vj5H/6tv/Je4/6qY/yLpf5n 2y/Wv8t6r+f9kf1IfUPy18lR2FzJHp3GRInZG9ac0IUkHdyMrzdj6YQJEd6PWX62zD2zqjMAy2sd I/qeF6vBcTRmO3n+rSmJOEwXnxPpCh51FaHemcnp88Mc7nHjFDb5PW6jBPLCoS4DZ3+aViy8wmNK 6nEJKD1D9WBFTWtPjHjt8vozL/MaKz+6P+mLifltbQ/ej/Sj9TpdO8wGZ3h2dUjZiwie1R+IrsoY Ohpx2337+2RGp0lb4t/65ZnS6u9s3+wC6Sw1wtIYtVVQ0gdFa2RuKA/3ezLUFe53rvXtgGp0vXF/ syk6bV9Mv+wCo9nq7OGXUVReMgZPQUjkwPArVqjhXoa1p23yI1Glr+6PT+I/FJ02qv8AvR1/gHwV J7W+kJKXhipJzTjGpoojK+mancc/iP3e+CGqwR/yfSjZ8/s2TPS55f5XrYoV0+3dRubLWpIwINTW GTer/V1cGqgD4S3Ygnr3yY1Ol64v9mWJ02q/1b/YBGWsdxHAqXEwnmFeUoT0wakkfDVqUG3XMDPK EpkwHDHuu3PwRnGAEzxS76p7N+bf/KG6f/zFQ/8AJiXOq7e/xaP9Yf7kvJ9gf4zL+qf90Hj+cg9i 9MWfzTHp2lLpUSvaGwt+b0RmD+ma0DMvRaEe9M7nFPOMePgFx8OPzrfqOn208LlhpzlycZqXiT91 Xt0PX7Lb9bz9JxVkjgoVq6rGxNfSU1BNBTkzfePDLeLVk8gOX+9v/ffL508GkA5k8/8AfV0/q/P5 IW2qee57cTRWyvGZCVJRFY8TThQutEoPtUrXIRzaogHh+7/ivf530Zyw6UEji+//AIn3eVdVyXH5 ihgPRRylCeQhCtyA+GoYfZNemS4tX3D7N+fmx4dJ3n7duXkpx6t59Mjxi1DywohljKIB8RrUNy+0 QOg9+hyAz6rf02RXd5efOmfgaTb1UDff5+XK/ii73VPN66bzSyeK9knYokaLKEgWEGh4O7Ofn1yz Nn1Ax2I+q/ftX62vDg0xyUZeiufKzf6lBb78wnaVo7VfTLn0g6xqQm5AoWB8OuQhk1l7xFX9nzZz x6OtpG+H7fkugvPzCMsXqWqemWXlURglSDWth39/emMcus2uI+z9f42WWLR71I/b+r8b8lovPzFq a2kdOI3/AHfX0/8AWH7XX3xOTWX9I/AP6aUY9HX1Hn+kfotkuinUzpsX6TAF8C4lpSmzsFI47fZp mywcfAOP6urrc/Bxng+nojctanYqidO/3ti+Z/UcSqf5FL578+f8phqv/Gc/qGefdqf4xP3vonZX +LQ9z1z8sf8AlB9N/wCe/wD1ESZ1vYv+Kw+P+6LyHbf+NT+H+5DKM2jqnYq7FXYq7FUNqn/HMu/+ MMn/ABA5Vn/u5e4tuD+8j7w+ZtRfjLF8TKWESjivKp9IGh3NBtnCaPEJzNgECN7mu7d73WZTCAom JMq2F9+yTQPqVpcRxXV7Pdhl5ErZ0WqKxkBeIFVqWBUf5PHck5tzp8Ex9EI/5/nt8/uLqBqc8D9c 5f5nlv8AL7w1azavKK/WWZQhJLWLxEkIrbB5Ad+Y4inYgmuCWl0/8yPTlkPn+rdMdVqP58uvPGPL 772Vob+5ZoCwldTSCdVt2jKylS3rt6jfDHRem/Xrlc+z8cdgAf4h6ugI9Pmd6bIdo5JbmRA+k+nq QfV5Da1BLzUmv/q4nkpHIUfnYShGDk8aScgtFCGrdN/HbLjosHBxcEd/9saRrdRx8PHLb/awojUd cfVlsI0mjQq3+kz2PKGoVjyMsc6LuQKLxrvQ71pDPptNGBmRh4Ce/wAqZ4NTqpTEBKXvMNvnfyTu 0S6S3VbqVZ5xXnKiGJTvtRCz0oNuuaLUTxyleMGI7rt32nhkjGskhI99UrZjuQ9g/Nv/AJQ3T/8A mKh/5MS51/b3+LR/rD/cl47sD/GZf1T/ALoPH85B7F7X5f8A+ODpv/MLB/ybXPSND/cY/wCpH7nz XX/3+T+vL70fmU4rsVdirsVdirsVdirsVdirsVdiqJ07/e2L5n9RxKp/kUvnvz5/ymGq/wDGc/qG efdqf4xP3vonZX+LQ9z1j8sri3XyRpytKgZfWDAsAR+/kO+dX2NOI0sd+/8A3ReS7agfzU9u7/ch lh2q2/36n/BDNn4ke8Or4Jdxd9atv9+p/wAEMfEj3heCXcXfWrb/AH6n/BDHxI94Xgl3F31q2/36 n/BDHxI94Xgl3F31q2/36n/BDHxI94Xgl3FC6pdWw0y8/fJ/cSftD+Q++VZ8kfDluORbcGOXiR2P MPmbWo2kCRfVzcRyKizcZPSdE9CvJTVTyJooow61rtnEaPJwTJ4uD09192z3WtxceMDh5/V3137p NHp8V1cGafSrq3lMIRpTdAEhZAVj/dTk9SWr4fOmbU63hFDNE7/zHUjQ2bOGQ2/nt3lxfiB+Ghzy sqGFA1xEKxsaGrLI79FqaAnp70OLLHi/v47m/oRlwy4f7iWwr67UIrV/REP+H5UiSMOim5iqXEbW /AkSk19GgBJpvvQiuE6oA/38f9J5396BpCR/cS/0/lSIuLCBomm/Q0srtC9kYBNGD6BoKAGUJRqd a8qAfLIDVn/V487+hmdIP9Qlyr606WpUVBU0+yeo9tq5z2U3M73vz73osQqA2rYbd3kuytsdir2D 82/+UN0//mKh/wCTEudf29/i0f6w/wByXjuwP8Zl/VP+6Dx/OQexe1+X/wDjg6b/AMwsH/Jtc9I0 P9xj/qR+5811/wDf5P68vvR+ZTiuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KonTv97Yvmf1HEqn+RS+e/Pn/ ACmGq/8AGc/qGefdqf4xP3vonZX+LQ9zJvy0j1G903UIoVM31VozAou57Ux8xKSV9FW5En+bNl2P Gc4SA34ar1GNc+7n8XV9tGEJxJ24rv0xlfLv5fBmKaPq/pxSz2yI6pR5W1O95rIVKMVJRuPJuNOu 3jXNwNPkoEj/AKWT58u5051GOyAf+lcOXPvQE3kiO9u/Xu9Gju3b4ZJ7jUbmpK899okO7UrtTwHf MeXZonK5YxLzM5efkPxy72+PaZhGo5DHyGOPl5n8c0NJ5E0OOICbRLaOSXhFE/6QuQGldynwDhId jv8AEPD3ArPZmIDfHEXt9cud1tsfx8W0dqZSdskjW/0R5c99x+Pgu/5V/pjpEn6At45ixDGTUJwz CM02VUoeagkUp44f5KgQB4cQf68unw6o/laYJPiyI/qR6/Ho0PIOkMXmg0aynt2ACBNRuiqFOXNi /p71LAU5Dp88f5Lx7kY4Ef15fqX+VcgoHJMH/hcf1pN5j8pabDpc4ttHFpdxc2FxHLfXCsIxyIWk Lxb7ijspFN6b5h6vQwGM8MOGQ63OXL/NI+ZHm5uj18zkHFk4onpUI8/84H5A+Tz+6/vF/wCMcf8A ybXNBPn8vueghy+J+9SyDN2KuxV2KuxV2KuxV7B+bf8Ayhun/wDMVD/yYlzr+3v8Wj/WH+5Lx3YH +My/qn/dB4/nIPYva/L/APxwdN/5hYP+Ta56Rof7jH/Uj9z5rr/7/J/Xl96PzKcV2KuxV2KuxV2K uxV2KuJAFT0xVSiu7WWFJ4pkeGU0jkDAqxJpQHvvlccsJREgRR5NksM4yMSDY5r3ljQoHYKZDxQE 0qaFqD6ATkjICrPNgIE3Q5IvTv8Ae2L5n9RyRQn+RS+e/Pn/ACmGq/8AGc/qGefdqf4xP3vonZX+ LQ9yb+RYreK0nkuBYzLMVZEuBbyOnHmhHGWe2Kk9ep/VmX2ZECJJ4Dffwnv75RcPtSRMgBxiu7iH d3RkyT65pkc0izafpn1gjjFyisiCvElSeV8Qvfl9HiM2PiQBNxx37of9VPm63w8hAqWSvfP/AKp/ JaTpKTRO8FjQpzUNFalOIHEVrqFSaff4V6D92CCRDl3R/wCqv9qf3hBAM+ffL/ql/Yoalfy2wia3 0vRp1clWjnSxgUADapF1N3VvDp9GQzZTGqhiPvEB/vyzw4hK+KeUe4zP+8CAOp6s+50TQ+bjgT69 spGxPGgnFKVPXfp3AzH8bIf8nh/00f8Aivx8A5Aw4x/lM3+ll/xP4+JUpb7VZbNLe50PRkDUb1hP DbOxCqeTPHcRtX4gTvkTlyGIEseL32I/dIMo4sYkTHJl91GX3xKS6joerTzExxWdssacDFHfwuDQ sWp6s7tUmtVB+jMLNpshOwiP88fpkXOw6rHEbmUr/oH9EQkl8jR3BjanJFRWoQwqEANCKg/RmFkF GnOxGxfv+9QyDN2KuxV2KuxV2KuxV7B+bf8Ayhmn/wDMVD/yYlzsu2q8CF8uOP3F4vsQnx51z4Jf eHiYnl9QsC/BgvFGhbY9zUU6+/TNT+Ww1yx/8rP2O3/M5755P+VX7XoOl6l5pOkxRQ3N3ETaRR27 jSTJGrhWPNG9X4vhKj4ttq9znYaYAY4gcuEefTv6vHakk5ZE8+I+XXu6PQoGLQxsa1KgnkOLVI7j scuaV+KuxV2KuxV2KuxV2KpVr91qkMKQ2OmS6ilyGjnaCaGF4Q1FDj1iob7RO3SnQ5HJDiiY94ZY 58MhLuLEIdGu4I3dPKt/JLbkm3R72xq/Fw44kSUXl0qaEU+nNVDsTBGvq28/O3bZO288r+kX5eVK l1oGoFpIhot9LElVRhfWvBljVo4+IfcVVi1CAAT4YJdi4jtxT+flXcse28o34YfLzvvZP5Il1aC/ isbjRbizt6yyteTXFrMC54sFpEwffmQPg24+FCdhp9OMUOEWd7383X6jUSzT4jQ2rbyeg5c0JDPJ LNezJ9XkjZQrEMFNQ1QCChYfsnJM5woXdsa82+QIfMrwm6lliSFHX0hbWk6sWBUMfrME7VUO1ACA amoIJGLWx5vyN0x7kXEt5JLJ6hmdm03Rw7SMwZm5rYq4ZiPtA198Upzo35XaHp0lw80H6Q9evBJ7 SzjEQd+bqn1a3tyQ7cSeZbdQeuKEa35c+TWAD+XLF6c6crSNqer/AHlKrtzr8Xj3xVRf8rfIbyGV vLFgZS3MyfVI+Rata8uNa1xVUb8tPJDfb8s6e/wpGednE1UiUIimqmoVVAGKp7b2AtreK3t7f0oI UWOKJFoqogoqqANgAMVVPQm/3233HFXehN/vtvuOKu9Cb/fbfccVd6E3++2+44q70Jv99t9xxV3o Tf77b7jiqBn0CKa7N0/1sSkKCqXN1HH8AYD90kix/tmvw77V6Ciqjp/la3sLz63A1+8hiEJS4vb2 5i4gKAfSnlkTn8A+OnI71O5xVmEEiSwxyIao6hlPSoIqOuRZSiQaK/FDsVdirsVdirsVdirsVdir sVdirsVdirsVUJ7r0pEjWJ5pHDMFTiKBSASebKP2hizjCxd0qiNBI0gHxsArN7KSR/xI4sbNUuxQ 7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYqtiiSKJIoxRI1CoOtABQdcUyJJsrsUOxV2KuxV2Kux V2KuxV2KuxV2KuxV2KuxVaY0MiyEfGoKq3sxBP8AxEYps1S7FDsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirs VdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsV dirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVd irsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdi rsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdir sVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirs VdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVf/9k=
  • xmp.did:61BFDA97F9D2E01189D2EB1218562A4Cuuid:df47ba7f-d8f0-43de-9eef-165141045727proof:pdfuuid:16D63B2283C3E011B9A99178B55D6680uuid:d15e58ee-4acd-4397-b3cc-a1037e5aa9b1xmp.did:A91C8A5E28C7E011AD6398BB885D2DECuuid:16D63B2283C3E011B9A99178B55D6680proof:pdf
  • savedxmp.iid:A81C8A5E28C7E011AD6398BB885D2DEC2011-08-15T14:21:57+04:00Adobe Illustrator CS4/
  • savedxmp.iid:A91C8A5E28C7E011AD6398BB885D2DEC2011-08-15T14:36:28+04:00Adobe Illustrator CS4/
  • savedxmp.iid:61BFDA97F9D2E01189D2EB1218562A4C2011-08-30T15:17:05+04:00Adobe Illustrator CS4/
  • 1TrueFalse419.999859296.999959Millimeters
  • Arial-BoldMTArialBoldOpen TypeVersion 3.00FalseARIALBD.TTF
  • ArialNarrowArialNarrowOpen TypeVersion 2.37FalseARIALN.TTF
  • ArialMTArialRegularOpen TypeVersion 3.00FalseARIAL.TTF
  • Arial-BlackArialBlackOpen TypeVersion 2.40Falseariblk.TTF
  • MyriadPro-BoldCondMyriad ProBold CondensedOpen TypeVersion 2.037;PS 2.000;hotconv 1.0.51;makeotf.lib2.0.18671FalseMyriadPro-BoldCond.otf
  • AdobeFangsongStd-RegularAdobe 仿宋 StdROpen TypeVersion 5.004;PS 5.003;hotconv 1.0.49;makeotf.lib2.0.15106FalseAdobeFangsongStd-Regular.otf
  • MyriadPro-RegularMyriad ProRegularOpen TypeVersion 2.037;PS 2.000;hotconv 1.0.51;makeotf.lib2.0.18671FalseMyriadPro-Regular.otf
  • Cyan
  • Magenta
  • Yellow
  • Black
  • Группа образцов по умолчанию0
  • Ит»цCMYKPROCESS0.0000000.0000000.0000000.000000
  • °ЛБ¤CMYKPROCESS0.0000000.0000000.000000100.000000
  • °ЛБ¤ 80%CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000080.000001
  • °ЛБ¤ 60%CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000060.000002
  • °ЛБ¤ 40%CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000039.999998
  • °ЛБ¤ 20%CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000019.999999
  • »Ў°­ M=100 Y=100CMYKPROCESS0.000000100.000000100.0000000.000000
  • »Ў°­ 75% M=75 Y=75CMYKPROCESS0.00000075.00000075.0000000.000000
  • »Ў°­ 50% M=50 Y=50CMYKPROCESS0.00000050.00000050.0000000.000000
  • »Ў°­ 25% M=25 Y=25CMYKPROCESS0.00000025.00000025.0000000.000000
  • ім»ц C=80 Y=100CMYKPROCESS80.0000010.000000100.0000000.000000
  • ім»ц 75% C=60 Y=75CMYKPROCESS60.0000020.00000075.0000000.000000
  • ім»ц 50% C=40 Y=50CMYKPROCESS39.9999980.00000050.0000000.000000
  • ім»ц 25% C=20 Y=25CMYKPROCESS19.9999990.00000025.0000000.000000
  • ЖД¶ы C=100 M=50CMYKPROCESS100.00000050.0000000.0000000.000000
  • ЖД¶ы 75% C=75 M=37.5CMYKPROCESS75.00000037.5000000.0000000.000000
  • ЖД¶ы 50% C=50 M=25CMYKPROCESS50.00000025.0000000.0000000.000000
  • ЖД¶ы 25% C=25 M=12.5CMYKPROCESS25.00000012.5000000.0000000.000000
  • їА·»Бц M=50 Y=100CMYKPROCESS0.00000050.000000100.0000000.000000
  • їА·»Бц 75% M=37.5 Y=75CMYKPROCESS0.00000037.50000075.0000000.000000
  • їА·»Бц 50% M=25 Y=50CMYKPROCESS0.00000025.00000050.0000000.000000
  • їА·»Бц 25% M=12.5 Y=25CMYKPROCESS0.00000012.50000025.0000000.000000
  • єё¶у»ц C=50 M=90CMYKPROCESS50.00000090.0000040.0000000.000000
  • єё¶у»ц 75% C=37.5 M=67.5CMYKPROCESS37.50000067.5000010.0000000.000000
  • єё¶у»ц 50% C=25 M=45 CMYKPROCESS25.00000044.9999990.0000000.000000
  • єё¶у»ц 25% C=12.5 M=22.5CMYKPROCESS12.50000022.5000020.0000000.000000
  • ЗПґГ»ц C=80CMYKPROCESS80.0000010.0000000.0000000.000000
  • ЗПґГ»ц 75% C=60CMYKPROCESS60.0000020.0000000.0000000.000000
  • ЗПґГ»ц 50% C=40CMYKPROCESS39.9999980.0000000.0000000.000000
  • ЗПґГ»ц 25% C=20CMYKPROCESS19.9999990.0000000.0000000.000000
  • іл¶ыCMYKPROCESS0.0000000.000000100.0000000.000000
  • іл¶ы 75%CMYKPROCESS0.0000000.00000075.0000000.000000
  • іл¶ы 50%CMYKPROCESS0.0000000.00000050.0000000.000000
  • іл¶ы 25%CMYKPROCESS0.0000000.00000025.0000000.000000
  • Autonics colorSPOT100.000000CMYK7.44999960.38999692.5499980.780000
  • Adobe PDF library 9.00 endstream endobj 3 0 obj >1;>6:0

    www.intechnics.ru

    Схема привода шагового двигателя и способ управления приводом шагового двигателя

    Схема привода для шагового двигателя использует процессор, формирующий на выходе сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Схема привода содержит схему Н-моста, имеющую первый и второй входы и схему переключения, имеющую вход и выход. Первый вход Н-моста и вход схемы переключения подключены к выходу сигнала ШИМ процессора, а выход схемы переключения подключен ко второму входу Н-моста. Схема переключения инвертирует коэффициент заполнения ШИМ, когда сигнал ШИМ присутствует, и не инвертирует коэффициент заполнения, когда сигнал ШИМ отсутствует. Технический результат - снижение рабочего шума двигателя. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

     

    ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Данное изобретение относится, в общем, к системам с шаговыми двигателями и касается, в частности, усовершенствованной схемы для привода шагового двигателя и способа управления этой схемой и приводом.

    Системы с шаговыми двигателями и приводы таких двигателей известны в данной области техники. Обычные системы с шаговыми двигателями содержат шаговый двигатель и привод двигателя, при этом типичный привод двигателя содержит схему Н-моста. Фиг.1 поясняет выполнение обычной схемы 10 электропривода шагового двигателя.

    Аналоговый сигнал напряжения подается в преобразователь 12 "напряжение - коэффициент заполнения", который синхронизируется тактовым генератором 14. Выходной сигнал преобразователя 12 затем подается на первый вход 18 первой схемы И 20 и на первый вход 22 второй схемы И 24. Сигнал фазы подается на соответствующие вторые входы 26, 28 первой и второй схем И 20, 24. Сигнал фазы, поступающий на второй вход 26, сначала проходит через инвертор 30. Выходной сигнал первой схемы И 20 затем подается на вход 32 первой половины 34 Н-моста, а выходной сигнал второй схемы И 24 подается на вход 36 второй половины 38 Н-моста. Соответствующие выходные сигналы половин 34, 38 Н-моста питают обмотки 40 двигателя.

    Обычная схема 10 работает, изменяя ток в обмотках 40 двигателя путем активного выбора поочередных токов обмоток, одного за другим, по синусоидальному закону, чтобы управлять двигателем с помощью последовательности дискретных микрошагов. В любой данный момент выбранным током обмотки активно управляет отдельная интегральная схема (не показана). Интегральная схема динамически обеспечивает необходимый ток обмотки, используя управление с замкнутым контуром и обратную связь по току обмотки двигателя. Таким образом, обычные схемы привода шагового двигателя являются в общем системами с обратной связью в отношении того, как они подключены к шаговому двигателю. Такие обычные схемы обладают несколькими недостатками в работе.

    Одним из недостатков, имеющих место в обычной схеме 10, является шум. При некоторых значениях микрошага дискретный характер широтно-импульсной модуляции (ШИМ) вызывает возрастание слышимых субгармоник генератора 14. Неточная подстройка частоты генератора вызывает нежелательное слышимое дрожание частоты, или "свист". Кроме того, длинные провода в цепи обратной связи, подключенные к обмоткам шагового двигателя, вызывают нежелательный электрический шум "звона", который также может быть слышимым.

    Другой недостаток, имеющий место в схеме 10, возникает, когда переключается управление фазой. В идеальном случае фаза должна переключаться, когда ток через обмотки 40 двигателя равен нулю. Однако при типичных рабочих скоростях двигателя всегда имеется по меньшей мере некоторая конечная величина тока, протекающего через обмотки 40, вследствие индуктивной природы этих обмоток. Переключение полярности тока, когда ток в действительности не равен нулю, заставляет вал двигателя (не показан) вращаться неравномерно. Неравномерное вращение приводит к увеличенным вибрациям в двигателе, что еще более увеличивает создаваемый слышимый шум.

    Еще один недостаток, имеющий место в схеме 10, проистекает из того факта, что Н-мосты имеют "мертвую зону", когда напряжение, питающее обмотки 40 двигателя, переходит через нулевой уровень. Мертвая зона вызывает заметные и нежелательные паузы в движении двигателя при низких скоростях вращения вала. Пауза приводит к толчкообразному вращению вала двигателя, что делает трудным или даже невозможным точное позиционирование вала двигателя в районе мертвой зоны. Переходы через мертвые зоны также еще более увеличивают создаваемый шум, испытываемый двигателем.

    Пример способа уменьшения шума шагового двигателя описан в патенте США №5440214. В этом патенте описывается электропривод с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) напряжения, который, используя синхронизацию ШИМ, генерирует синусоидальный сигнал питания, аппроксимирующий синусоиду с использованием дискретных уровней. Прямое линейное кодирование каждого шага синхронизации ШИМ осуществляется в центральном процессоре (CPU), чтобы генерировать аппроксимирующий импульс ШИМ, соответствующий необходимому синусоидальному сигналу. Используется одна скорость привода для бесшумной работы и система с обратной связью для динамического измерения характеристик и управления шаговым двигателем.

    Дискретный односкоростной способ работы, описанный в этом патенте, хотя и полезен для балансирования коэффициента заполнения сигнала ШИМ, не способен обеспечить компенсацию для различных или переменных рабочих скоростей привода. Этот способ не способен также обеспечить компенсацию аномалий мертвой зоны в пределах шага привода и поэтому не позволяет точно позиционировать двигатель при низких скоростях привода, когда действие инерции системы слабее и поэтому не способно маскировать аномалии мертвой зоны.

    Другая схема привода шагового двигателя описана в патенте США №5977737. Используется схема привода в виде Н-моста, управляемая с помощью системы с обратной связью, которая использует предсказываемое значение тока двигателя. Предсказываемый ток двигателя рассчитывается на основе полученных опытным путем характеристик самого двигателя и измеряемых значений угловой скорости двигателя и физического угла. Подобно патенту США №5440214 здесь также требуются динамические измерения некоторых переменных в системе с обратной связью, что может создавать нежелательный шум.

    Соответственно, желательно сконструировать схему привода для системы с шаговым двигателем, которая уменьшает рабочий шум двигателя, а также устраняет проблемы, связанные с обратной связью, аномалиями мертвой зоны и переключением сигналов с ограниченным током. Схема должна работать в непрерывном диапазоне скоростей вращения вала двигателя.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Вышеперечисленные цели достигаются в предложенной схеме привода для системы с шаговым двигателем. Основные преимущества этой схемы включают разомкнутую систему управления и схему переключения, которая может обеспечить как инвертирование фазы ШИМ, так и защиту от потери ШИМ посредством аппаратных средств самой схемы. Способ управления двигателем дополнительно корректирует существенные аномалии, испытываемые обычными системами электропривода.

    Более конкретно, данное изобретение предлагает схему привода для шагового двигателя, которая использует процессор, формирующий на выходе сигнал ШИМ. Схема привода содержит схему Н-моста, имеющую первый и второй входы, и схему переключения, имеющую вход и выход. Первый вход Н-моста и вход схемы переключения подключены к выходу сигнала ШИМ процессора, а выход схемы переключения подключен ко второму входу Н-моста. Схема переключения инвертирует коэффициент заполнения сигнала ШИМ, когда сигнал ШИМ присутствует, и не инвертирует коэффициент заполнения, когда сигнал ШИМ отсутствует.

    В другой форме осуществления изобретения предусматривается система с шаговым двигателем, которая содержит шаговый двигатель, схему привода двигателя для питания шагового двигателя, схему переключения и процессор. Схема привода двигателя имеет первый и второй входы управления, а схема переключения имеет вход и выход. Вход схемы переключения подключен к первому входу управления, а выход схемы переключения подключен ко второму входу управления. Процессор подает сигнал ШИМ на первый вход управления и вход схемы переключения, и схема переключения функционирует как инвертирующая схема, когда присутствует сигнал ШИМ, и как буферная схема для схемы привода двигателя, когда сигнал ШИМ отсутствует.

    В еще одной форме осуществления изобретения предлагается способ управления шаговым двигателем, имеющим схему привода двигателя. Согласно этому способу предсказывается угловое ускорение вращающегося вала двигателя и вычисляется угловое положение вала на основе предсказанного ускорения вала. Затем текущее значение отклонения рассчитанного положения вала предсказывается на основании рассчитанного положения вала. Скорость вращения вала двигателя также вычисляется на основании предсказанного ускорения вала, и предсказанное текущее значение отклонения затем подстраивается на основании вычисленной скорости вращения вала. Подстроенное значение отклонения корректируется с учетом аномалии пересечения нулевого уровня и затем подается на схему привода двигателя.

    При нормальных нагрузках двигателя и стандартных скоростях данное изобретение особенно эффективно для устранения шума работающего двигателя, также позволяя двигателю работать плавно в непрерывном диапазоне рабочих скоростей.

    ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ

    На фиг.1 показана принципиальная схема обычного привода.

    На фиг.2 показана блок-схема системы с шаговым двигателем согласно одной из форм осуществления данного изобретения.

    На фиг.3 показана принципиальная схема схемы переключения, изображенной на фиг.2.

    На фиг.4 показана блок-схема способа вычисления значения ШИМ согласно другой форме осуществления данного изобретения.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Обратимся теперь к фиг.2 и 3. Система с шаговым двигателем подходящего для использования в данном изобретении типа в целом обозначена как 50 и содержит шаговый двигатель 52 и привод 54 двигателя для управления шаговым двигателем. Шаговый двигатель 52 предпочтительно является двухфазным двигателем, а привод 54 двигателя - предпочтительно схемой Н-моста, которая известна в данной области техники. Привод 54 двигателя содержит отдельные первый и второй приводы 56 и 58 соответственно для питания обоих соответствующих концов обмотки 60 двухфазного двигателя 52. Управляющий сигнал напряжения с ШИМ подается непосредственно от центрального процессора 62 управления приводом на вход 64 первого привода 56 привода 54 двигателя, как лучше всего видно на фиг.3.

    Тот же самый сигнал ШИМ подается также непосредственно от центрального процессора 62 на вход 66 схемы 68 переключения. Схема 68 переключения предпочтительно содержит в качестве своих основных компонентов логическую схему 70 исключающее ИЛИ и схему 72 накачки заряда (схему с переключаемыми конденсаторами). Первый вход 74 схемы 70 исключающее ИЛИ подключен непосредственно к входу 66 схемы переключения, таким образом на него также подается сигнал ШИМ. Первый вход 74 схемы 70 исключающее ИЛИ подключен ко второму входу 76 схемы исключающее ИЛИ через последовательное соединение входного конденсатора 78 и первого регулирующего диода 80; оба этих компонента являются частями схемы 72 накачки заряда. Остальная часть схемы 72 накачки заряда предпочтительно содержит второй регулирующий диод 82, включенный между землей и точкой соединения первого входного конденсатора 78 с первым регулирующим диодом 80, а также выходной конденсатор 84 и стабилизирующий нагрузочный резистор 86; оба этих компонента включены в параллель между вторым входом 76 схемы исключающее ИЛИ и землей. Выход 88 схемы исключающее ИЛИ предпочтительно подключен непосредственно к входу 90 второго привода 58.

    Программа управления приводом для управления приводом 54 двигателя и схемой 68 переключения исполняется центральным процессором 62, считывающим ее из памяти 92 для программы. Синусоидальная форма сигнала для привода 54 двигателя хранится в таблице 94 синусов, которая может быть частью памяти 92 или отдельным компонентом памяти, доступным центральному процессору 62 (фиг.2). Программа управления приводом и работа центрального процессора 62 и компонентов памяти рассматриваются ниже со ссылкой на фиг.4.

    Схема 68 переключения предпочтительно может выполнять несколько функций для привода 54 двигателя. Согласно этой предпочтительной конфигурации схема 68 переключения функционирует как схема инвертирования фазы сигнала ШИМ для первого и второго приводов 56, 58, питая один из концов обмотки 60 двигателя сигналом, находящимся в противофазе с сигналом, подаваемым на другой ее конец, когда присутствует сигнал ШИМ. Сигнал ШИМ считается присутствующим, когда он обеспечивает переключение с периодической частотой и с соответствующим коэффициентом заполнения. Схема 68 переключения работает так же, как схема защиты от потери ШИМ, которая отключает привод 54 двигателя, когда сигнал ШИМ отсутствует. Отключение привода 54 двигателя предотвращает протекание чрезмерно больших токов через привод двигателя и шаговый двигатель 52.

    Вместо того чтобы переключать направление Н-моста (то есть направление тока, который будет течь в обмотке двигателя, подключенного к Н-мосту), каждый полупериод синусоиды, как это традиционно делается, в данном изобретении направление Н-моста переключается с намного более высокой частотой, предпочтительно 19,5 кГц. Частота 19,5 кГц является достаточно низкой, с точки зрения максимального числа шагов для аппроксимации чисто синусоидального сигнала, но достаточно высокой для того, чтобы находиться вне звукового диапазона, воспринимаемого человеческим слухом. Таким образом, коэффициент заполнения переключающего колебания с частотой 19,5 кГц используется для управления направлением и величиной тока в обмотках двигателя. Коэффициент заполнения сигнала управления с частотой 19,5 кГц, равный 50%, при этом предпочтительно соответствует нулевому току обмотки. Аналогично, коэффициент заполнения 0% будет соответствовать максимальному току обмотки в одном направлении, а коэффициент заполнения 100% - максимальному току обмотки в другом направлении.

    Согласно данному изобретению синусоидальный ток в обмотках шагового двигателя 60 формируют, изменяя по синусоидальному закону коэффициент заполнения сигнала с частотой 19,5 кГц, коммутирующего Н-мост, где коэффициент заполнения 50% также представляет нулевое напряжение на обмотках. Величина синусоидального отклонения коэффициента заполнения от 50% ("качание") соответствует амплитуде синусоидального сигнала. С другой стороны, частота синусоидального отклонения коэффициента заполнения соответствует скорости вращения ведущего вала шагового двигателя, при этом один период синусоиды соответствует одному шагу. Чем выше частота синусоидального изменения сигнала управления Н-мостом, тем выше скорость вращения вала двигателя. Эта конфигурация допускает прямое управление приводом 54 двигателя и схемой 68 переключения с помощью напряжения, что в свою очередь позволяет данному изобретению эффективно функционировать при любой скорости вращения двигателя.

    Прямое биполярное управление с помощью напряжения обеспечивается питанием каждого конца обмотки 60 шагового двигателя сигналом, находящимся в противофазе с сигналом другого конца, и применением 50%-ного коэффициента заполнения ШИМ в качестве состояния привода при нулевом напряжении. Коэффициент заполнения, превышающий 50%, вызовет протекание положительного тока через обмотку 60, в то время как коэффициент заполнения, меньший 50%, вызовет протекание отрицательного тока. В этой конфигурации нет дополнительной необходимости переключать фазу тока обмотки. Одна сторона обмотки 60 питается непосредственно сигналом ШИМ (через первый привод 56), в то время как другая сторона питается (через второй привод 58) инвертированным сигналом ШИМ от схемы 68 переключения, когда присутствует ШИМ. Эта конфигурация позволяет в данном изобретении посредством упрощенных аппаратных средств осуществлять инвертирование, которое при обычном способе необходимо программировать в программе центрального процессора.

    При прямом управлении напряжением согласно данному изобретению напряжение подается на обмотку 60 двигателя, когда ШИМ присутствует, при этом каждый конец обмотки находится в противофазе с другим концом. Однако, когда ШИМ отсутствует (пропадает), предпочтительная конфигурация схемы 68 переключения выполняет также функцию защиты от пропадания ШИМ.

    ШИМ может пропадать, когда центральный процессор инициализируется и мгновенный ток очень высок или просто когда выполнение программы управления двигателем останавливается по какой-либо причине. Особенно важно в таких случаях предохранить шаговый двигатель 52 и привод 54 двигателя от получающихся в результате больших токов. Предпочтительная конфигурация схемы 68 переключения и схемы 72 накачки заряда позволяет схеме накачки заряда прекратить функционировать, когда ШИМ отсутствует. В таком случае логическое состояние второго входа 76 схемы исключающее ИЛИ станет "низким" и схема 68 переключения будет работать как простой буфер. Соответственно, напряжение (высокое или низкое), прикладываемое к каждому из концов обмотки 60, будет одинаковым и поэтому никакой ток не будет течь через обмотку; таким образом предотвращаются чрезмерные токи и, в частности, предотвращается повреждение ими двигателя 52.

    Прямое управление с использованием управляющего напряжения также позволяет получать опорный сигнал синхронизации ШИМ (не показан) от стабильного кварцевого генератора, что в известных способах обычно невозможно. Нежелательный шум, как таковой, можно также еще более уменьшить согласно данному изобретению, особенно когда управляющее напряжение более точно аппроксимирует чистую синусоиду, как в рассматриваемом ниже случае. Разомкнутая конфигурация системы согласно данному изобретению также предполагает, что никакая обратная связь от двигателя 52 к центральному процессору 62 или от двигателя к приводу 54 двигателя не требуется.

    Прямое управление с использованием управляющего напряжения без обратной связи также позволяет в данном изобретении избежать проблем, связанных с использованием замкнутых систем с обратной связью по току. Устраняются избыточные электрические соединения, необходимые для обратной связи. Аномалии мертвой зоны корректируются в центральном процессоре 62 с помощью предыскажения синусоидального отклонения коэффициента заполнения так, что переход через точку 50%-ного коэффициента заполнения (нулевую точку) происходит более быстро при низких скоростях вращения вала. Когда скорость вращения вала двигателя увеличивается, этот эффект уменьшается и в конечном счете устраняется, так как он становится ненужным. Такое предыскажение происходит в реальном времени, когда двигатель работает в зависимости от скорости вращения вала двигателя. Следует отметить, что эта зависимость в реальном времени не образует управление с замкнутым контуром или с обратной связью, так как скорость вращения вала двигателя рассчитывается программой управления шаговым двигателем, а не измеряется на самом деле у физического двигателя.

    Предсказанная (расчетная) скорость вращения вала полезна для компенсации других проблем приводов шаговых двигателей, обнаруженных авторами данного изобретения. Одной из таких проблем является то, что эффективная амплитуда синусоидального сигнала управления должна увеличиваться с увеличением частоты сигнала управления, чтобы компенсировать возрастание импеданса обмотки, обусловленное индуктивными свойствами обмотки 60. Когда частота увеличивается, увеличивается также и полное сопротивление. Если амплитуда сигнала управления не увеличивается с частотой, то увеличение скорости вращения вала приводит к уменьшению крутящего момента двигателя 52, что является нежелательным. Данное изобретение автоматически и эффективно компенсирует эту потерю крутящего момента, используя предсказанную скорость вала двигателя для автоматической подстройки амплитуды отклонения коэффициента заполнения для привода 54 двигателя (Н-моста).

    Обратимся теперь к фиг.4, на которой показано вычисление подстройки для сигнала ШИМ, подаваемого на привод 54 двигателя (и схему 68 переключения), что предпочтительно выполняется путем программирования центрального процессора 62, памяти 92 для хранения программы и/или таблицы 94 синусов. Управляющий сигнал напряжения ШИМ предпочтительно позволяет шаговому двигателю 52 делать микрошаги с 1024 дискретными шагами на полный шаг двигателя, чтобы гладко аппроксимировать чистую синусоиду.

    На этапе S1 предсказывается угловое ускорение (α) вала (не показан) двигателя 52. Предсказанное значение α определяется путем анализа или желаемого угла поворота вала в сравнении с предсказываемым отклоненным углом поворота вала для контроллера положения, или желаемой скорости вращения вала в сравнении с предсказываемой отклоненной скоростью вала для контроллера скорости вращения. Эти предсказываемые отклоненные значения предварительно определяются опытным путем согласно ожидаемым известным характеристикам самого двигателя 52 и предпочтительно считываются из памяти 92 программ или таблицы 94 синусов центральным процессором 62.

    Эти желаемые значения (положения или скорости) представляют идеальные значения, которых система 50 с шаговым двигателем должна достигнуть при эксплуатации. Предсказываемые значения, с другой стороны, представляют ожидаемые отклонения, наблюдаемые для систем с двигателями этих типов. Авторы данного изобретения обнаружили, что эти предсказываемые значения адекватно и точно заменяют фактические, динамически измеренные значения углового положения и/или скорости при нормальных скоростях и нагрузках привода для таких систем с шаговыми двигателями. Хотя данное изобретение устраняет потребность в каких-либо действительных динамических измерениях во время работы такого устройства, одно фактическое калибровочное измерение предпочтительно выполняется при инициализации или запуске устройства, чтобы физически измерить характеристики и откалибровать устройство перед обычной эксплуатацией.

    На этапе S2 вычисляется угол поворота или позиция (θ) вала. Вычисление позиции вала основано на текущей скорости вращения (ω), предыдущем угловом положении (θLast) и желаемом ускорении α. Следующая формула соответствует основному уравнению кинематики для вычисления нового положения:

    θ = θLast + ω*t + 1/2α * t2.

    На этапе S3 по вычисленному новому положению вала θ определяют индекс поиска для таблицы синусов шагового двигателя. В предпочтительной форме осуществления изобретения внутренняя переменная для положения вала двигателя θ фактически масштабируется с увеличением в 212 (или 4096) раз. Единицами θ предпочтительно также являются микрошаги, а не градусы. Согласно этой форме осуществления изобретения значение θ может быть непосредственно преобразовано в индекс таблицы 94 синусов простым делением θ на 4096 (или на учетверенное число микрошагов в шаге).

    На этапе S4 предсказывается текущее отклонение положения вала. Необходимое напряжение обмотки двигателя (для каждой фазы обмотки 60 двигателя) считывается из таблицы 94 синусов. Это считываемое напряжение представляется числом, называемым Амплитудой. Амплитуда является восьмиразрядным числом со знаком (положительным или отрицательным) и соответствует качанию коэффициента заполнения, рассмотренному выше. Другими словами, Амплитуда определяется в пределах следующих границ:

    -255 < Амплитуда < 255.

    Таким образом, изменение Амплитуды в зависимости от положения вала 8 представляет чистое (аппроксимированное) синусоидальное изменение. Следовательно, в таблице 94 синусов имеется 1024 записей для каждого шага шагового двигателя 52. Другими словами, шаговый двигатель 52 работает в микрошаговом режиме с 1024 микрошагами на каждый полный шаг.

    На этапе S5 текущая угловая скорость вала ω рассчитывается согласно предсказанному ускорению α вала, а предсказанное отклонение положения вала (значение ШИМ) подстраивается на основании рассчитанной скорости ω.

    Сначала "Подстройка Частоты ШИМ" определяется умножением Амплитуды, полученной из таблицы 94 синусов, на "Масштабный Коэффициент". Масштабный Коэффициент определяется на основе вычисленной угловой скорости ω вала и динамически изменяется как функция скорости вращения вала согласно следующей формуле:

    Масштабный Коэффициент = Опорный Уровень + (Наклон * ω).

    Масштабный Коэффициент компенсирует потерю крутящего момента, описанную выше, чтобы поддерживать крутящий момент двигателя в основном постоянным, когда скорость вращения изменяется. Опорный Уровень и Наклон представляют собой определяемые опытным путем характеристики самого шагового двигателя 52. Опорный Уровень определяет ток двигателя при нулевой скорости вала. Наклон является коэффициентом для компенсации индуктивной составляющей импеданса обмотки 60. Этот импеданс увеличивается по мере возрастания частоты привода, являясь линейной функцией индуктивности обмотки. Эффектом применения Наклона поэтому является поддержание тока обмотки относительно постоянным при изменении скорости. Таким образом, расчетный Масштабный Коэффициент является линейной функцией угловой скорости вала двигателя, подстраиваемой для компенсации индуктивной составляющей полного сопротивления и масштабируемой для получения постоянного крутящего момента двигателя.

    Важно заметить, что точное значение максимального тока обмотки зависит как от напряжения источника питания, так и от скорости вращения вала ω. Природа электронных схем приводов этого типа такова, что при конкретном напряжении источника питания ток в обмотках двигателя обычно увеличивается по мере уменьшения скорости вращения вала вследствие индуктивной составляющей импеданса обмоток двигателя. С другой стороны, приведенные здесь вычисления программными средствами автоматически корректируют этот эффект "на лету", подстраивая Масштабный Коэффициент в зависимости от скорости вращения вала ω. Масштабный Коэффициент начинается с минимального значения Опорного Уровня и затем увеличивается как функция скорости вращения вала.

    "Подстройка Частоты ШИМ" тогда может быть рассчитана по следующей формуле:

    Подстройка Частоты ШИМ = Амплитуда * Масштабный Коэффициент.

    "Подстроенное Значение ШИМ" тогда легко определяется по Подстройке Частоты ШИМ следующим образом:

    Подстроенное Значение ШИМ = Средняя Точка ШИМ + Подстройка Частоты ШИМ.

    Средняя Точка ШИМ является величиной ШИМ при коэффициенте заполнения 50% (нулевое качание), описанном выше. Следовательно, Подстройка Частоты ШИМ является положительным или отрицательным числом, представляющим величину отклонения от средней точки, соответствующей коэффициенту заполнения 50%.

    На этапе S6 Подстроенное Значение ШИМ корректируется с учетом аномалии пересечения нулевого уровня. Эта коррекция учитывает аномалию мертвой зоны, описанную выше, которая возникает, когда сигнал напряжения шагового двигателя пересекает нулевую точку или коэффициент заполнения 50%. Коррекция пересечения нулевого уровня (Z-Fix) представляет собой коэффициент намеренного искажения, который динамически "на лету" прикладывается к Подстроенному Значению ШИМ перед тем, как оно подается на привод 54 двигателя (и схему 68 переключения). Коэффициент коррекции Z-Fix обеспечивает компенсацию эффекта заметной временной задержки, испытываемой валом двигателя на низких скоростях вращения при переходе через нулевую точку (реверсировании коэффициента заполнения).

    Прежде всего определяется Нулевой Масштабный Коэффициент по следующей формуле:

    Нулевой Масштабный Коэффициент = Нулевой Опорный Уровень - (Нулевой Наклон * ω).

    Характеристики Нулевой Опорный Уровень и Нулевой Наклон определяются опытным путем для конкретного двигателя 52 аналогично Опорному Уровню и Наклону на шаге S5. Однако Нулевой Масштабный Коэффициент не может быть отрицательным числом. Нулевой Масштабный Коэффициент будет приравниваться к нулю всякий раз, когда произведение ω и Нулевого Наклона превышает Нулевой Опорный Уровень или равно ему. Другими словами, Нулевой Масштабный Коэффициент исчезает при высоких угловых скоростях вала (больших ω).

    Фактический коэффициент коррекции пересечения нулевого уровня Z-Fix тогда может быть рассчитан как функция Амплитуды и Нулевого Масштабного Коэффициента:

    Z-Fix = Нулевой Масштабный Коэффициент - ((Нулевой Масштабный Коэффициент/255)*Амплитуда).

    Как видно из формулы, Нулевой Масштабный Коэффициент перед перемножением с Амплитудой сначала делится на 255 (что является максимальным значением в таблице 94 синусов). Поэтому коэффициент коррекции Z-Fix является функцией как значения из таблицы 94 синусов, так и скорости вращения вала ω, но, как отмечено выше, Z-Fix будет уменьшаться по мере увеличения скорости и будет равен нулю при очень высоких скоростях вращения вала.

    Z-Fix затем добавляется к Подстроенному Значению ШИМ, чтобы получить Откорректированное Значение ШИМ:

    Откорректированное Значение ШИМ = Подстроенное Значение ШИМ + Z-Fix.

    Следовательно, при высоких скоростях вращения Откорректированное Значение ШИМ будет просто равно Подстроенному Значению ШИМ. Программное обеспечение вывода сигнала здесь корректирует эффект низкоскоростного пересечения нулевого уровня с помощью предыскажения формы сигнала около точки перехода через нуль. Так как эта коррекция необходима только на низких скоростях, предыскажения в конечном счете устраняются, когда скорость вращения вала двигателя возрастает.

    На шаге S7 Откорректированное Значение ШИМ подается на привод 54 двигателя (и схему 68 переключения) в качестве текущего сигнала ШИМ.

    Как показано выше, эта форма осуществления изобретения эффективно корректирует нескольких аномалий, с которыми обычно сталкиваются в двигателях и приводах таких типов. Благодаря управлению программными средствами в центральном процессоре 62 данное изобретение способно эффективно компенсировать увеличивающийся ток обмотки, поддерживая ток обмотки относительно постоянным при изменении скорости вращения вала. Данное изобретение также эффективно компенсирует аномалии мертвой зоны при пересечении нулевого уровня, которые являются особенно заметными при низких рабочих скоростях двигателя. Возможности коррекции, описанные здесь, обеспечивают также коррекцию заметных эффектов, которые появляются, когда такие устройства работают на скоростях, вызывающих собственный резонанс.

    Благодаря этим особенностям данного изобретения шаговым двигателем можно бесшумно и плавно управлять в непрерывном диапазоне рабочих скоростей. Оператор не ограничен единственной или дискретными рабочими скоростями или частотами, заранее задаваемыми в других обычных устройствах.

    Хотя в описании были рассмотрены частные формы осуществления схем и способов управления согласно данному изобретению, специалистам в данной области техники будет ясно, что возможны различные изменения и модификации без отступления от идеи изобретения в пределах его объема, охватываемого приводимой ниже формулой изобретения.

    1. Схема привода для шагового двигателя с процессором, формирующим сигнал с широтно-импульсной модуляцией (сигнал ШИМ), содержащая:схему Н-моста, первый вход которой соединен с выходом сигнала ШИМ процессора, исхему переключения, вход которой соединен с выходом сигнала ШИМ процессора, а выход соединен со вторым входом указанного Н-моста, при этом указанная схема переключения выполнена с возможностью функционировать как инвертирующая схема для инвертирования сигнала ШИМ с обеспечением подачи на концы обмотки двигателя напряжений, находящихся в противофазе, когда сигнал ШИМ присутствует, и с возможностью функционировать как буферная неинвертирующая схема с обеспечением подачи на концы обмотки двигателя одинаковых напряжений, когда сигнал ШИМ отсутствует.

    2. Схема привода по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена как схема без обратной связи.

    3. Схема привода по п.1, отличающаяся тем, что указанная схема переключения содержит схему накачки заряда и схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, один вход которой образует вход схемы переключения, а другой вход соединен с выходом сигнала ШИМ процессора через схему накачки заряда, выполненную с возможностью прекращения ее работы, когда сигнал ШИМ отсутствует.

    4. Система с шаговым двигателем, содержащая:шаговый двигатель;процессор исхему привода двигателя по п.1 для управления указанным шаговым двигателем.

    5. Система по п.4, отличающаяся тем, что она функционирует как система без обратной связи.

    6. Система по п.5, отличающаяся тем, что процессор динамически корректирует сигнал ШИМ при низких скоростях вращения вала шагового двигателя.

    7. Система по п.6, отличающаяся тем, что угловое положение вала двигателя калибруется при инициализации или запуске системы.

    8. Система по п.4, отличающаяся тем, что схема переключения содержит схему накачки заряда и схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, один вход которой образует вход схемы переключения, а другой вход соединен с выходом сигнала ШИМ процессора через схему накачки заряда, выполненную с возможностью прекращения ее работы, когда сигнал ШИМ отсутствует.

    9. Система по п.4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержитпамять для программы, доступную процессору, итаблицу синусов, доступную процессору.

    10. Система по п.4, отличающаяся тем, что таблица синусов хранит значения аппроксимированной чистой синусоиды.

    11. Система по п.4, отличающаяся тем, что буферная схема, по существу, предотвращает протекание тока через схему привода двигателя и обмотки шагового двигателя, когда упомянутый сигнал ШИМ отсутствует.

    12. Система по п.4, отличающаяся тем, что сигнал ШИМ имеет коэффициент заполнения,причем коэффициент заполнения, равный 50%, представляет нулевое напряжение на обмотках шагового двигателя,коэффициент заполнения, равный 0%, представляет максимальный ток через обмотки в первом направлении, икоэффициент заполнения, равный 100%, представляет максимальный ток через обмотки во втором направлении, противоположном первому направлению.

    13. Система по п.12, отличающаяся тем, что первое и второе направления тока переключаются с частотой около 19,5 кГц.

    14. Система по п.4, отличающаяся тем, что схема привода двигателя является схемой с прямым управлением напряжением.

    15. Система по п.4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит опорный сигнал синхронизации ШИМ, получаемый от стабильного кварцевого генератора.

    16. Система по п.4, отличающаяся тем, что один шаг шагового двигателя равен одному периоду синусоиды и включает 1024 микрошага.

    17. Способ управления шаговым двигателем, имеющим схему привода шагового двигателя для управления шаговым двигателем, включающий:предсказание углового ускорения вращаемого вала двигателя;вычисление углового положения вала на основании предсказанного ускорения вала;предсказание значения текущего отклонения вычисленного положения вала на основании вычисленного положения вала;вычисление скорости вращения вала двигателя на основании предсказанного ускорения вала;подстройку предсказанного значения текущего отклонения на основании вычисленной скорости вала;коррекцию подстроенного значения отклонения с учетом аномалии пересечения нулевого уровня иподачу откорректированного значения отклонения на схему привода двигателя.

    18. Способ по п.17, отличающийся тем, что откорректированное значение отклонения подается на схему привода в виде сигнала ШИМ.

    19. Способ по п.17, отличающийся тем, что величина коррекции при указанном выполнении коррекции уменьшается, когда вычисленная скорость вала увеличивается.

    20. Способ по п.19, отличающийся тем, что при высоких скоростях вращения вала указанное откорректированное значение отклонения равно указанному подстроенному значению отклонения.

    21. Способ по п.17, отличающийся тем, что при предсказании ускорения оно определяется на основании желаемого угла вала в сравнении с предсказываемым отклоненным углом вала для контроллера положения и/или на основании желаемой скорости вала в сравнении с предсказываемой отклоненной скоростью вала для контроллера скорости.

    22. Способ по п.21, отличающийся тем, что предсказываемые отклоненные угол вала и скорость определяют опытным путем.

    23. Способ по п.17, отличающийся тем, что при указанном вычислении положения вала положение вала вычисляют как сумму предыдущего положения вала, произведения предсказанной скорости вала на время и половины произведения предсказанного ускорения вала на квадрат времени.

    24. Способ по п.23, отличающийся тем, что для получения индекса поиска в таблице синусов вычисленное положение вала делят на 4096.

    25. Способ по п.17, отличающийся тем, что при указанной подстройке вычисленную скорость вала сначала компенсируют с учетом протекания тока через обмотки шагового двигателя при нулевой скорости вала и/или с учетом индуктивности обмоток.

    26. Способ по п.25, отличающийся тем, что крутящий момент шагового двигателя поддерживают в основном постоянным в непрерывном диапазоне скоростей вращения вала.

    www.findpatent.ru