Дискретный замкнутый электропривод

 

ДИСКРБТНЬШ ЗАМКНУТгЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий двигатель с мнотофазным датчиком положения на валу. усилитель мощности , связанный входом с датчиком и блоком управления через сумматор, и распределитель импульсов, пoдкJШчённьJй к блоку управления, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения, блок управления снабжен управляемьми ключами по числу фаз датчика положения, соединенными сигнальными входами с выходами фаз датчика положения, выходам: - с входам сумматора, а управляняцими входами с выходами распределителя импульсов. (Л

„„SU„,1159146

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЕЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5(! H 02 Р 8/ОО.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ЦЗОВРЕТЕНИЙ И Q7HPb P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР "К ASTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3613341/24-07 (22) 01.07.83 (46) 30.05.85. Вюл. Ф .20 (72) А.M.Ñêîðîáoãà÷åâ и А..Д.Федькин (53) 621.313.13-133.3-525(088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР . В 851722, кл. Н 02 Р 8/ОО, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 936340, кл. Н 02 P 8/00, 1980. (54)(57) ДИСКРЕТНЫЙ ЗАИКНУТЬЙ ЭЛЕКТ-РОПРИВОД, содержащий двигатель с мно- гофазным датчиком положения на валу, усилитель мощности, связанный входом с датчиком и блоком управления через сумматор, и распределитель импульсов, подключенный к блоку управления, о тл и ч а ю щ и и е я тем, что, с- целью упрощения, блок управления снабжен управляемыми ключами но числу фаз датчика положения, соединенными сигнальньии входами с выходами фаз датчика положения, выходам.-: — с входами сумматора, а управляющими входамис выходами распределителя импульсов.

1 1159

Изобретение относится к управле- нию электродвигателями, а именно к устройствам для регулирования элект родвигателей с щаговым вращением, и может быть использовано в различных областях техники, где необходимо простьми средствами осуществлять щаговые перемещения рабочего органа, преимущественно крупнощаговые, с обеспечением требований по точности и быстро-10 действию.

Известен замкнутый электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен к выходу усилителя мощности, щаговый 15 электродвигатель с блоком управления и дифференциальный редуктор, соединенный одним входным валом с валом двигателя постоянного тока, другимс валом шагового электродвигателя, щ а выходным валом с рабочим органом, импульсный датчик на выходном валу дифференциального редуктора, преоб- . разователь код-частота и реверсивный счетчик, вход сложения которого сое- у5 динеи с входом усилителя мощности, вход вычитания — с. выходом импульсного датчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с входами преобразователя код-частота, соединенного Зо .выходами с входами блока управления щаговым электродвигателем Щ .

Недостатком этого устройства является его сложность из-за наличия механического дифференциала, двух двигателей со схемами управления и специального импульсного датчика на выходном валу, который для обеспечения точности должен иметь малую .цену аага. Кроме того, устройство не обеспечивает отработки заданного

49 перемещения от импульсов унитарного кода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является диск.

45 ретный замкнутый электропривод, содержащий двигатель с многофаэным датчиком положения на валу, усилитель мощности, связанный входом с датчиком и блоком управления через сумматор и распределитель импульсов, подЮ ключенный к блоку управления 12) .. Недостатком указанного устройства также является его сложность, затрудняющая достижение высокой точности, 55 совместимой с быстродействием. Для достижения требуемой точности отра.ботки перемещений в составе привода

46 2 необходимо иметь сложные устройства: прецизионный функциональный синуснокосинусный преобразователь, многоразрядный преобразователь фаза-код, постоянные запоминающие устройства, преобразователи код-аналог: Кроме того, устройство не может осуществить отработку заданного перемещения при входном воздействии в виде унитарного кода.

Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении требований по точности и быстродействию.

Поставленная цель достигается тем, что дискретный замкнутый электропривод, содержащий двигатель с многофазным датчиком положения на валу, усилитель мощности, связанный входом с датчиком и блоком управления через сумматор, и распределитель импульсов, подключенный к блоку управления, снабжен управляемыми ключами по числу фаз датчика положе-. ния, соединенными сигнальными входами с„выходами фаз датчика положения, выходами — с входами сумматора, a У. правля,ющими входами — с выходами распределителя импульсов.

На фиг. 1 изображена блок-схема одного иэ вариантов исполнения дискретного замкнутого привода; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов на основных элементах схемы.

Устройство содержит исполнительный двигатель 1, на валу которого установлен многофазный датчик 2, выполненный на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора 3 и реэистивных делителей 4 и 5, напряжения, подключенных соответственно к синусной и косинусной обмоткам вращающегося трансформатора 3.

Регулируемый объект 6 связан с валом исполнительного двигателя. Управля-.. емые ключи 7-10 сигнальными входами соединены с фазами многофаэного датчика 2. Сумматор 11 соединен входами с выходами ключей 7-10, распределитель f2 импульсов соединен выходами е управляющими входами ключей 7-10.Усилитель 13 мощности сигнальньйм входом соединен с выходом сумматора 11, а входом общей точки — с общей точкой миогофазного датчика 2 (средние точки делителей.4 и 5). Цель 14 коррекции, выполненная, например, в виде обратной связипо скорости, подключена к дополнительномувходу усилителя 13.

3 1159146 ф

Делители 4 и 5 напряжения выпол- разомкнуты. В этом состоянии позиняют функции фаэовращателей и поз- ционный сигнал "I" с датчика 2,поволяют получить как с синусной,- так ложения проходит на вход усилителя и с косинусной обмоток вращающегося привода и является для него сигнао трансформатора 3 две фазы (О и 180 ), у лом отрицательной обратной связи. обеспечивая е датчике 2 четыре фаз" Так как в этом состоянии на вход ных выхода в качестве сигнальных, привода, кроме сигнала обратной свяа пятый выход — общая точка делите- зи, поступающего через ключ 7 никалей 4 и 5 - общая точка для сигналь- ких сигналов не подается, то привод ных выходов, 19 осуществляет позиционирование объекИногофазный датчик 2 может быть та 6 в положении, задаваемом сигнавыполнен, например, четырехфаэным лом "I" с синусной обмотки трансна основе синусно-косинусного вра- форматора 3, при этом сигнал "I" щающегося трансформатора, у которого (фиг. 2е) и управляющее напряжение резистивные делители 4 н 5 отсутст- f$ на двигателе 1 равны нулю, а сигнавуют, а расщепление фаз осуществля- лы "II","III", "IV" имеют значения, ется или эа счет дополнительных вы- указанные соответственно на фиг,2ж, водов (средние .точки) с сииусной з, н. и косинусной обмоток, или за счет В момент времени, . сигнал управ1 инверторов, подключенных к выходам зп ления (фиг. 2б) с ключа 7 снимается синуснои и йосинусной обмоток. и он размыкается, .а ключ 9 под дейВ общем случае многофазный дат- ствием сигнала управления (фиг.2в} чик 2 может быть реализован илн замыкается. В этот момент времени путем размещения в пределах оборо- для привода через ключ 9 создается та датчика пространственно разне- фф новая цепь отрицательной обратной сенных обмоток, равных по количест- связи - от сигнала "И" с косинусву числу требуемых фаз, йли йутем ной обмотки трансформатора 3. Так установки на валу двигателя одно- как в этот момент сигнал "II." ме рафазиых датчиков, равных по количест- вен нулю и имеет значительную величнву числу фаз многофазного датчика jO ну (фиг. 2ж), то на двигателе 1 сози разнесенных нулевыми положениями дается максимальное напряжение под

У .на величину щаговых перемещений, действием которого в приводе начинаетУстройство работает следующим ся движение в сторону уменьшения сигобразом. нала "II" и продолжается до дости..Импульсы управления унитарного женися нм нулевого значения. При нукода (фиг. 2a) поступают на распре . левом значении сигнала "II" (фиг.2ж) делитель 12 импульсов, на выходах привод останавливается н начинает которого формируются сигналы уп- позиционирование объекта 6 в положеравления приводом (фиг. 26, в, г,д), нии,-.задаваемом нулевым значением поступающие на управляющие входы сигнала "II". датчика 2 сохраняя

Щ 1 ключей 7-10. его до: момента времени

На фиг. 2е, ж, з,: и.показаны . Так как для работы привода сигуанапряжения, характеризующие уров- лы "I" и II снимаются соответственни позиционных сигналов "I", "II", но с сннусной и косинусной обмоток

Ш ; IV существующих на выхо- . + трансформатора 3, а в сннусно-косидах фаэ датчика 2 (на выходах синус- нусных вращающихся трансформаторах нои н косинуснон обмоток трансфор- синусная и косинусная обмотки смещематора 3) при наличии подключенных ны одна относительно другой на 90 к выходам обмоток делителей 4 и 5 с точностью до единиц минут, то при напряжения. Эти сигналы "I", "II", >© переходе привода с позиционного полоlf t2 1I It

Ш, ТЧ показаны в процессе . жения на участке 4 ... < на пози-, отработки приводом шагов и позици- ционное положение на участке t

1 е онирования после выполнения очеред- отрабатывает шаг в 90 с указанной ного шага до начала следующего шага. точностью.

В интервале времени от 4. до 4< >> В момент времени 4, как и в моз 2 ключ 7 под действием сигнала управ- мент ключ 9 размыкается а э э ления (фиг. 26) находится в заик- ключ 8 под действием сигнала управнутом состоянии, а ключи 8, 9, 10 ления (фиг. 2r) замыкается и в при11591

МО

276

18О

К

4 1 2 3 Ч 5 6 7 и

Щиг. Я

ВНЯИПИ Заказ 3606/55 Тираж 646 Подписное

Филиал ППП ".Патент", .r.Óê..-ород, ул.Проектная, 4 воде создается новая цепь отрицательной обратной связи - от сигнала "III" (фиг. 2ж), снимаемого с синусной обмотки трансформатора 3, который в отличие от сигнала "I", также снимае- S мого с синусной обмотки, благодаря делителю 4 имеет противоположную фазу. Под действием сигнала "III" привод осуществляет перемещение— шаг на следующие 90 — и последующее >О позиционирование объекта 6 в нулевом . положении сигнала III" до момента времени

В момейт времени t, ключ 8 раз3 мыкается, а ключ 10 под действием 1 сигнала управления (фиг. 2д) замыка-. ется и в приводе создается цепь обратной связи — от сигнала "IV" (фиг. 2и), снимаемого с косинусной обмотки, но имеющего по сравнению с сигналом "II" благодаря делителю 5 противоположную фазу. Под дей46 б ствием сигнала "IV" привод осущество ляет шаг на следующие 90 и последующее позиционирование в нулевом положении сигнала "IV" до момента времени., Последующие циклы щаговых перемеще-1ний аналогичны описанным.

На фиг. 2к показан характер изменения угла поворота объекта 6 для заданного на фиг. 2б, в, г, д закона изменения сигналов управления, из которого видно, что привод, работая в режиме непрерывной позиционной следящей системы, осуществляет дискретное перемещение старт-стопио о го характера с шагом в 90 . Шаг в о

90 обеспечивается реализацией датчика 2 четырехфазным. Получение перемещений с другими значениями шага, достигается выбором иного числа фаз датчика 2.