机电控制课程设计(4)

图3—1定转子展开图（A相绕组通电）

3.2三相双三拍通电方式

控制绕组的通电方式为AB-BC-CA-AB 或AB-CA-BC-AB 每拍同时有两相绕组通电三拍为一个循环，当A B 两相控制绕组同时通电时转子齿的位置应同时考虑到两对定子极的作用，只有A 相极和B 相极对转子齿所产生的磁拉力相平衡才是转子的平衡位置如3-2（B）所示，可见双三拍运行时的步距角仍是30°,但双三拍运行时每一拍总有一相绕组持续通电，例如由A B 两相通电变为B C 两相通电时，B 相保持持续通电状态C 相磁拉力图使转子逆时针方向转动，而B 相磁拉力却起有阻止转子继续向前转动的作用。即起到一定的电磁阻尼作用所以电机工作比较平稳，而在三相单三拍运行时由于没有这种阻尼作用，所以转子达到新的平衡位置容易产生振荡稳定性不如双三拍运行方式。三相双三拍运行方式AB相与BC相导通的结构如图3-2所示：

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图3—2 三相双三拍运行方式

图3—3三拍时的矩角特性族

图3—4六拍时的矩角特性族

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第四章 结论

4.1 程序的分析与比较

进电机的控制程序设计，可有多种方法，比如，用SIMATIC顺控指令(SCRSCRT、SCRE)编程，程序没有复杂的逻辑关系，设计比较方便，但由于每一次步进切换都须经过对状态的开始、转换和结束处理，会令程序的网络数大大增加 ；或可用许多的定时器实现各步距角的时间控制，以及变速时间间隔的设置等，则程序冗长、松散；也可以用定时器结合比较指令控制各步进时段，但会使各网络变得复杂，彼此之间的逻辑关系不甚清晰，程序也会比较长。比如，仅作两档转速控制，程序便需约20个网络，若再以加法、减法指令配合对两档转速进行调速，则程序还要增加3～4个网络；有的程序甚至可达约30个网络，而以移位指令作为步进控制的主体编程，获得的程序简捷、清晰，仅需15个网络即可实现，且程序模块间的逻辑关系十分明确。

4.2柔滑性

4.2.1 步进速度的变化

以移位指令作为步进控制主体编程的另一长处，就是程序的柔性好，非常容易修改。在1．1中提出：对步进电机的控制主要是两个方面，三相绕组接通、断开的顺序控制和步进速度的控制。前者一般不变，而后者却可多变。如果要求电机在运行过程中步进速度可任意加、减，而不是仅有三档速度，此时任何变速实际上只是改变移位指令的执行速度，即改变移位脉冲的发生周期(VWl00)，其他所有网络均可不变。所以，只需将程序模块1“步进速度选择(Network1～3)”作如下修改便可实现。

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图4-2-1 程序模块1的修改

其中，原低速开关I1．0变为步进基速赋值开关(Network1)；原中速开关I1．1变为减速开关，每次I1．1从“0”置“1”，步进速度减慢0．01s，即以加法指令实现转过每步距角所需时间增加 0．01s(Network2)；原高速开关I1．2变为加速开关，每次I1．2从“0”置“1”，经减法指令使转过每步距角所需时间减少0．01s(Network3)，每次加速或减速的幅度可按需要任意修改设定。而如果用其他方法编程，比如以定时器、比较指令等编程，则每变化一次速度，所有的定时器和比时段都须作出相应的调整，为程序修改带来不便。

4.2.2 从三相六拍到五相十拍

如果控制对象为五相十拍的步进电动机，则依

据三相六拍的编程思路，只需在模块3中，将8位(字节)移位寄存器改为16位(字)移位寄存器。比如：取寄存器MW3=MB3+MB4，其初值见表5-2-2。

表4-2-2 移位寄存器初值

移位指令相应由“SHR—B”修改为“SHR—w”，然后根据五相十拍步进电动机的工作顺序：

正转 ABC— BC— BCD— CD— CDE—DE— DEA — EA — EAB—

AB— ABC

反转 ABC— BA— BAE— AE— AED—ED 一EDC— DC— DCB— CB

— CBA

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作出移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表，得出五相绕组控制逻辑关系式，最后，在模块4(对象控制)中增加控制对象D、E和修改控制逻辑关系，便可非常方便地完成五相十拍的梯形图控制程序。

另外，需注意，在修改程序时，图2中Net—work6和Network7的传送指令亦应相应地改为字传送指令“MOV—w(Mw3)”以及Networkl2计数器指令的“PT”相应改为10。

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