Шаговый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике , к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в простых шаговых электроприводах. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем дискретного регулирования длины шага. Устройство содержит электродвигатель с гистерезисным ротором 11, на .статоре которого размещены обмотки 6 и 7 с осями 8 и 10, а также дополнительные обмотки 22 и 24 с осями 23 и 25. Все обмотки 7, 9, 22, 24 несоосны друг с другом . Схема управления подает постоянный ток от источника 1 на обмотку 7, обеспечивая фиксацию ротора 11. Для совершения шага на регистр 12 записывают кодовую комбинацию, элемент запрета 4 отрабатывает паузу тока в обмотке 7, а схема управления подает напряжение на обмотки 9, 22, 24, которые намагнитят ротор 11 каждая вдоль своей оси. После перемагничивания ротора 1t на обмотку 7 опять поступит ток, и вследствии несовпадения направления намагниченности зон ротора с осью 8 обмотки 7 возникнут вращающие моменты, под действием которых ротор 11 совершит шаг, величина которого определяется соотношением .на- ;правлений намагниченности зон ротора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. С/) L. ЕНЭ Од ел 4 СО ОС 8 9ц.гЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

«ж <ю

54 4 А1 (50 4 Н 0 Р 8 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993693/24-07 (22) 23.12.85 (46) 23.11.87. Бюл. У 43 (75) В.В.Арсеньев (53) 621.313.525(088.8) (56) АвторСкое свидетельство СССР

5 650194, кл. Н 02 К !9/08, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ь 961086, кл. Н 02 P 8/00, 1980. (54) ШАГОВЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами, и может быть использовано

s простых шаговых электроприводах.

Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем дискретного регулирования длины шага. Устройство содержит электродвигатель с гистерезисным ротором 11, на статоре которого размещены обмотки 6 и 7 с осями 8 и 10 а также дополнительные обмотки 22 и 24 с осями 23 и 25. Все обмотки 7, 9, 22, 24 несоосны друг с другом. Схема управления подает постоянный ток от источника 1 на обмотку 7, обеспечивая фиксацию ротора 11. Для совершения шага на регистр 12 записывают кодовую комбинацию, элемент запрета 4 отрабатывает паузу тока в обмотке 7, а схема управления подает о напряжение на обмотки 9, 22, 24, кото рые намагнитят ротор 11 каждая вдоль своей оси. После перемагничивания ротора 11 на обмотку 7 опять поступит ток, и вследствии несовпадения направления намагниченности зон ротора с осью 8 обмотки 7 возникнут вращающие моменты, под действием которых ротор 11 совершит шаг, величина которого определяется соотношением .направлений намагниченности зон ротора.

2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1354384

Изобретение отйосится к управлению электрическими машинами и может быть использовано при создании простьм шаговых электроприводом с гисте5 резисными двигателями.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем дискретного регулирования длины шага.

На фиг. 1 показана схема электро- 10 привода; на фиг. 2 — двигатель, продольный разрез; на фиг. 3 - расположение проекций осей обмоток на плоскость, перпендикулярную оси двигателя; на фиг. 4 — циклограмма работы 15 привода.

Электропривод (фиг.1) содержит источник 1 постоянного напряжения или тока, источник 2 импульсов, элемент 3 расширения импульсов, элемент 2О

4 запрета с выводами 5 и 6, а также электродвигатель с первой обмоткой 7, имеющей ось 8, второй обмрткой 9,, имеющей ось 10 и гистереэисным ротором 11. Обмотки 7 и 9 расположены íà 25 статоре.

Выход источника 2 импульсов соединен с входом элемента 3 расширения импульсов, выход источника 1 постоянного напряжения или тока соединен с gp входом элемента 4 запрета, выход элемента 3 расширения импульсов соединен с управляющим входом элемента 4 за прета, а выход элемента 4 запрета соединен с первой обмоткой 7 электродвигателя. Электропривод содержит также регистр 12, ключи 13 — 15, которые имеют выходные выводы 16-21.

На статоре электродвигателя расположены также первая дополнительная 4р .обмотка 22, имеющая ось 23, и вторая дополнительная обмотка 24, имеющая ось 25. Все обмотки 7, 9, 22 и 24 несоосны друг с другом. Если ось 8 имеет проекцию на плоскость, перпен- 45 дикулярную оси вращения, в виде оси

26 (фиг. 1 и 3), то оси 10, 23 и 25 имеют проекции на ту же плоскость в виде соответственно осей 27 — 29.

Углы А,, А и А между указанными 5В проекциями осей обмоток не равны один другому (фиг. 3). Каждая из обмоток 7, 9, 22 и 24 электродвигателя имеет неуниполярную магнитную систему. Вторая обмотка 9 и дополнитель- 55 ные обмотки 22 и 24 ра.сположены по длине статора 30 последовательно одна за другой и с неперекрывающимися зонами магнитных полей обмоток 9, 22 и 24 друг с другом, Первая обмотка 7 (фиг. 2) расположена на статоре 30 с перекрытием ее магнитным полем зон полей остальных обмоток 9, 22 н 24.

Выход источника 2 импульсов соединен с первыми входами ключей 13 - .

15, разрядные выходы регистра 12 соединены с входами соответствующих ключей 13 - 15, выход первого ключа

13 соединен с второй обмоткой 9, а выходы остальных ключей 14 и 15 соединены с соответствующими дополнительными обмотками 22 и 24.

Для большей независимости магнитных полей обмоток 9, 22 и 24 (фиг.2) друг от друга статор 30 можно выполнять шихтованным с основными плоскостями магнитопроводящих пластин, ггерпендикулярными оси вращения ротора (шихтовка показана на фиг. 2). Между пластинами статора 30 можно помещать немагнитные (немагнитопроводящие) прокладки. Шихтовку можно также в ряде случаев заменить выполнением статора 30 из материала с магнитной неравномерностью, где магнитная проводимость статора 30 по продольной оси (фиг,. 2) делается минимальной, а в плоскостях, перпендикулярных оси вращения, максимальной.

В исходном положении элемент 4 запрета открыт и сигнал постоянного тока проходит от источника 1 через элемент 4 на обмотку 7. Этим обеспечивается фиксация ротора 11, так как намагничивающая сила обмотки 7 делается небольшой, недостаточной для полного перемагничивания ротора 11.

Для совершения шага заданной величины на регистр 12 подают и записыl вают кодовую комбинацию. После записи кодовой комбинации на регистре 12 источник 2 импульсов выдает на свой выход импульс напряжения U напри;мер, с длительностью -t, . Импульс от источника 2, попадая на вход элемента 3 расширения импульсов, вызывает формирование на выходе элемента 3 более широкого импульса напряжения U с длительностью t -,, который поступает на управляющий вход элемента 4. запрета и вызывает появление в обмотке 7 паузы тока I< с соответствующей длительностью. В то же время импульс напряжения U попадает также и на управляющие входы ключей 13-15, которые выдают им1354384 пульсы токов, соответствующие кодовой комбинации, записанной в регистре 12.

Импульсы токов, действуя в соответствующих из обмоток 9, 22 и 24, вызывают перемагничивание соответствующих цилиндрических зон или областей ротора 11 по осям соответствующих Hs обмоток 9, 22 и 24. Поскольку каждой из обмоток 9, 22 и 24 соответ1 ствует своя цилиндрическая зона ротора 11 (на фиг. 2 эти зоны разделены прерывистыми линиями на роторе 11), то намагниченность каждой из указанных зон определяется направлением оси соответствующей обмотки. Например, зона ротора 11, находящаяся под обмоткой 9, намагничивается по оси 10 обмотки 9, а, например, зона под об- 20 моткой 24 намагничивается по оси 25 обмотки 24. Поскольку магнитные системы .обмоток 9, 22 и 24 независимы друг от друга, а обмотка 7 при перемагничивании обесточена, то направле- 25 ния намагничивания указанных зон ротора 11 практически не зависят от нестабильности токов и параметров цепей обмоток. После перемагничивания зон рото- зо ра 11 и когда импульсы токов в обмотках 9, 22 и 24 заканчиваются, на обмотку 7 опять начинает поступать ток ?!. Вследствие несовпадения направлений намагниченности зон ротора 11 с осью 8 обмотки 7, в соответствующих зонах возникают вращающие иоменты, Под действием их суммарного

1 момента ротор 11 поворачивается на определенный угол, т.е. совершает 4О шаг, и в дальнейшем фиксируется с помощью тока обмотки 7. Величина угла поворота или шага ротора 11 определяется соотношением направлений намагниченности зон ротора и, следова- 4> тельно, зависит от кодовой комбинации регистра 12.

Подавая от источника 2 последовательность импульсов-команд на совершение шагов, можно получать множество шагов с определенной, заданной кодом регистра 12, величиной.

Формула и э обретения

1. Шаговый электропривод, содержа. щий гистерезисный двигатЕль с распо 1 ложенными на статоре несоосными обмотками движения и перемагничивания и блок управления, включающий источник импульсов, источник постоянного тока, элемент расширения импульсов и элемент запрета, вход которого соединен с источником постоянного тока, выход подключен к обмотке движения, а управляющий вход через элемент расширения импульсов соединен с источником импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем дискретного регулирования длины шага, статор двигателя снабжен дополнительными обмотками перемагничивания, в блок управления введены регистр и ключи по числу обмоток перемагничива-, ния, причем все обмотки перемагничивания имеют непараллельные оси и размещены в расположенных последовательно по длине статора зонах с неперекрывающимися магнитопроводами, обмотка движения перекрывает активную длину статора, выводы ключей соединены с обмотками, входы ключей подключены к выводам регистра, а их управляющие входы — к источнику импульсов.

2. Электропривод по п. 1 ° о .т л ич а ю шийся тем, что статор разделен вдоль осн на эоны немагнитными прокладками.

3. Электродвигателей по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что статор выполнен шихтоваиным перпендикулярно к оси двигателя.

1354384

Составитель В.Алфимов

Редактор М.Бланар Техред И.Верес Корректор M.Ïî êo

Заказ 5711/53 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4