Устройство для управления волновым шаговым двигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕ-, ЛЕМ, содержащее распределитель импульсов , соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из ключевого элемента , подключенного последовательно с фазой двигателя к источнику питания посто . янного тока, и разрядную цепь, включающую в себя конденсатор, соединенный одной обкладкой с,общей точкой соединения фаз двигателя, а другой через разделительные диоды - с выводами фаз двигателя, связанными с ключевыми элементами, отличающееся тем, что, с целью увеличения наг грузочной способности двигателя и КПД, Bi каждый канал усилителя мощности введе-; ны дополнительный ключевой элемент ц формирователь длительности импульсов управления, подключенный входом к соот-: ветствующему выходу распределителя импульсов , а выходом - к управляющему входу дополнительного ключевого элемента, i связывающего вывод фазы двигателя, соединенный с основным ключевым элементом, (Л с обкладкой конденсатора разрядной цепи, к которой подключены разделительные диоды .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3655213/24-07 (22) 26.10.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) С. Д. Вилесов, В. И. Саввин, А; П. Сеньков, И. Ю. Булин-Соколов и П. А. Гуськов (71) Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт (53) 621.313.13-133.3-52 (088.8) (56) Патент США № 560821, кл. 318 — 138, опублик. 1971.

Дискретный электропривод с щаговыми двигателями. Под ред. М. Г. Чиликина.

М., «Энергия», 1971, с. 226 — 244. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из ключевого элемента, подключенного последовательно с

„„SU„„1166258 А фазой двигателя к источнику питания посто. янного тока, и разрядную цепь, включающую .в себя конденсатор; соединенный одной обкладкой с общей точкой соединения фаз двигателя, а другой через разделительные диоды — с выводами фаз двигателя, свя-. за иными с ключевыми элементами, отли- чающееся тем, что, с целью увеличения на; грузочной способности двигателя и КПД, в каждый канал усилителя мощности введены дополнительный ключевой элемент формирователь длительности импульсов управления, подключенный входом к соот-. ветствующему выходу распределителя импульсов, а выходом — к управляющему входу дополнительного ключевого элемента, связывающего вывод фазы двигателя, соединенный с основным ключевым элементом, с обкладкой конденсатора разрядной цепй, к которой подключены разделительные диоды.!

166258

5 !

О

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению волновыми шаговыми двигателями, и может быть использовано, например, в дискретных системах автоматического управления.

Цель изобретения — увеличение нагрузочн и способности двигателя и КПД.

Иа фиг. приведена функциональная схема предлагаемого устройства применительно к четырехфаэному двигателю; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит источник

1 постоянного тока, подключенный к фазам

2 двигателя через основные ключевые элементы 3 (например, транзисторы). Фазы 2 двигателя соединены с конденсатором 4 разрядной цепи через разделительные диоды

5, включенные встречно по отношению к источнику 1 питания. Распределитель 6 импульсов, имеющий два входа В (условно направление движения вперед) и Н (условно направление движения назад),. на которые поступают поочередно импульсы управления f, подключен выходами ко входам основных ключевых элементов 3, а также к входам формирователей 7 длительности импульсов управления. Выходы формирователей 7 подключены к управляющим входам дополнительных ключевых элементов 8. Выходы дополнительных ключевых элементов 8 связывают точку соединения фазы двигателя 2 и основного ключевого элемента 3 с конденсатором 4 разрядной цепи.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления f (фиг. 2) поступают на распределитель. импульсов 6, на выходе которого формируется последовательность прямоугольных импульсов (фнг. 2 показаны сигналы Ug u Ug на двух выходах фаз распределителя импульсов).

При поступлении на вход ключевого элемента 3 импульса управления с распределителя 6 импульсов происходит замыкание ключевого элемента, что приводит к подключению фаэ двигателя 2 к источнику

1 постоянного тока.

При размыкании ключевого элемента энергия, запасенная в магнитном поле от2 ключаемой фазы двигателя 2, через разделительный диод 5 поступает на конденсатор 4,. Ток в отключаемой фазе двигателя

2 форсированно уменьшается, тогда ка напряжение на конденсаторе 4 растет. Умен; шение тока в отключенной фазе до нул после отключения фазы двигателя 2 от ис точника питания не приводит к полном размагничиванию магнитопровода, так как сохраняется остаточный магнитный поток вследствие явления гистереэиса, который препятствует перемещению ротора в новое фиксированное положение, уменьшая нагрузочную способность и КПД двигателя.

При отключении фазы 2 двигателя от источника 1 питания разрешающий сигнал с формирователя 7 длительности импульсов ,поступает на вход дополнительного ключевого элемента 8, который замыкает конденсатор 4 на фазу двигателя 2. Конденсатор разряжается через дополнительный ключе20 вой элемент 8 на фазу 2 двигателя в направленин, противоположном протеканию тока от источника l постоянногб тока. Токи в двух фазах J@ и 1<рд двигателя поканы на фиг, 2.

Изменение направления тока в фазе

2 двигателя приводит к уменьшению остаточ ного магнитного потока в магнитопроводе двигателя до значений, близких к нулю„ что уменьшает тормозящие силы, обусловленные остаточным магнитным потоком, препятствующие перемещению ротора в новое фиксированное положение,. соответственно увеличивается -нагрузочная способность и

КПД шагового волнового двигателя.

С увеличением частоты управляющих импульсов напряжение на шунтирующем конденсаторе возрастает, тогда к фазе 2 двигателя прикладывается большее обратное напряжение, что приводит к форсированному уменьшению тока в отключенной фазе двигателя и к форсированному уменьшению остаточного магнитного потока в магнитопроводе двигателя. Длительность импульса формирователя 7 выбирается такой, чтобы обеспечить необходимую степень размагничивания магнитопровода двигателя;

Нагрузочная способность двигателя, управляемого от рассматриваемой схемы возрастает в 1,2 раза..

I I66258 Редактор О. Бугир

Заказ 4320/5!

Составитель Э. Горник

Техред И. Верес Корректор Г. Решетняк

Тираж 646: Подписное

BHHHllH Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП а Патента. г. Ужгород, ул. Проектная. 4