Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для управления четырехфазным шаговым двигателем с основной парной коммутацией обмоток. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем содержит источник постоянного тока 1, четырехканальный усилитель мощности 2 и две форсирующие цепи . Каждый канал четырехканального усилителя мощности 2 включает в себя последовательно соединенные разделительный диод 3, 4, 5, 6, обмотку 7, 8, 9, 10 шагового Г7 двигателя и ключевой элемент 11, 12, 13, 14 соответственно. Форсирующие цепи включают в себя выходы ключевых элементов 11, 12, 13, 14 и катоды разделительных диодов 3, 4, 5, 6 усилителя мощности 2, разрядные диоды 15, 17, 20, 22 стабилитроны 16, 18, 21, 23 и конденсаторы 19 и 24. Стабилитроны 16, 18, 21, 23 включены последовательно разрядным диодам 15, 17, 20, 22, но в противоположном направлении. В первой форсирующей цепи выход ключевого элемента II первого канала усилителя мощности 2 соединен через разрядный диод 15 и стабилитрон 16 с катодом разделительного диода 5 третьего канала усилителя мощности 2, а выход ключевого элемента 13 третьего канала усилителя мощности 2 соединен через разрядный диод 17 и стабилитрон 18 с катодом разделительного диода 3 первого канала усилителя мощности 2. Между катодами разделительных диодов 3 и 5 включен конденсатор 19. Аналогичные соединения и включения выполнены во второй форсирующей цепи между вторым и четвертым каналами усилителя мощности 2. Включение стабилитронов 16, 18, 21, 23, напряжение стабилизации которых по крайней мере в два раза больще напряжения источника постоянного тока, позволяет повысить быстродействие щагового двигателя. 1 ил. с (Л САЭ 00 с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1387167

А1 др 4 Н 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ / 3(;f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ю.

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ц/

;..) / (21) 4138518/24-07 (22) 24.10.86 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (71) Винницкий политехнический институт и

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Ю. Ю. Жебрайтис, В. Ю. Барздайтис, С. А. Безверхий и В. В. Мельников (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 862345, кл. Н 02 Р 8/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1236595, кл. Н 02 P 8/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для управления четырехфазным шаговым двигателем с основной парной коммутацией обмоток. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем содержит источник постоянного тока 1, четырехканальный усилитель мощности 2 и две форсирующие цепи. Каждый канал четырехканального усилителя мощности 2 включает в себя последовательно соединенные разделительный диод

3, 4, 5, 6, обмотку 7, 8, 9, 10 шагового

rz двигателя и ключевой элемент 11, 12, 13, 14 соответственно. Форсирующие цепи включают в себя выходы ключевых элементов

11, 12, 13, 14 и катоды разделительных диодов 3, 4, 5, 6 усилителя мощности 2, разрядные диоды 15, 17, 20, 22 стабилитроны

16, 18, 21, 23 и конденсаторы 19 и 24. Стабилитроны 16, 18, 21, 23 включены последовательно разрядным диодам 15, 17, 20, 22, но в противоположном направлении. В первой форсирующей цепи выход ключевого элемента 11 первого канала усилителя мощности 2 соединен через разрядный диод 15 и стабилитрон 16 с катодом разделительного диода 5 третьего канала усилителя мощности 2, а выход ключевого элемента 13 третьего канала усилителя мощности 2 соединен через разрядный диод 17 и стабилитрон 18 с катодом разделительного диода 3 первого канала усилителя мощности 2. Между катодами разделительных диодов 3 и 5 включен конденсатор 19. Аналогичные соединения и включения выполнены во второй форсирующей цепи между вторым и четвертым каналами усилителя мощности 2.

Включение стабилитронов 16, 18, 21, 23, напряжение стабилизации которых по крайней мере в два раза больше напряжения источника постоянного тока, позволяет повысить быстродействие шагового двигателя.

1 ил.

1387167

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в устройствах для управления четырехфазным шаговым двигателем с основной парной коммутацией обмоток.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, четырехканальный усилитель 2 мощности, в каждом канале которого последовательно соединены разделительный диод

3, 4, 5, 6, обмотка?, 8, 9, 10 шагового двигателя и ключевой элемент 11, 12, 13, 14 соответственно, две форсирующие цепи, в первой из которых выход ключевого элемента 11 первого канала усилителя 2 мощности соединен через разрядный диод 15 и стабилитрон 16 с катодом разделительного диода 5 третьего канала усилителя 2 мощности, а выход ключевого элемента 13 третьего канала усилителя 2 мощности соединен через разрядный диод 17 и стабилитрон 18 с катодом разделительного диода 3 первого канала усилителя 2 мощности, кроме того, между катодами разделительных диодов 3 и 5 первого и третьего каналов усилителя 2 мощности включен конденсатор 19, во второй группе форсирующей цепи выход ключевого элемента 12 второго канала усилителя. 2 мощности соединен через разрядный диод 20 и стабилитрон 21 с катодом разделительного диода 6 четвертого канала усилителя 2 мощности, а выход ключевого элемента 14 четвертого канала усилителя 2 мощности соединен через разрядный диод 22 и стабилитрон 23 с катодом разделительного диода 4 второго канала усилителя 2 мощности, кроме того, между катодами разделительных диодов 4 и 6 второго и четвертого каналов усилителя 2 мощности включен конденсатор 24.

Такое исполнение устройства позволяет обесточить отключенные обмотки шагового двигателя и тем самым повысить его вращающий момент и быстродействие, так как форсирующие цепи с обмоткой шагового двигателя в предлагаемом устройстве не образуют замкнутых контуров для ЭДС вращения.

Устройство работает следующим образом.

При основной парной коммутации обмоток шагового двигателя обмотка 7 отключается, обмотка 8 остается подключенной, обмотка 9 подключается и так далее (7 — 8, 8 — 9, 9 — 10, 10 — 7,...).

В исходном состоянии ключевые элементы 11 и 12 замкнуты и по обмоткам 7 и 8 пагового двигателя протекает ток. Одновременно с размыканием ключевого элемента 11 замыкается следующий по циклограмме работы ключевой элемент 13, тем самым включая обмотку 9 шагового двигателя. Размыкание ключевого элемента 11 в обмотке 7 шагового двигателя приводит к возникновению ЭДС самоиндукции, которая больше по величине, чем напряжение источника 1 постоянного тока и напряжение стабилизации стабилитронов 16 и !8. При этом последние открываются и на обмотку 9 шагового двигателя через разрядные диоды 15 и 17 подается повышенное относительно источника 1 постоянного тока напряжение (контур: обмотка 7 шагового двигателя, разрядный диод 15, стабилитрон 16, обмотка 9 шагового двигателя, разрядный диод 17, стабилитрон 18, обмотка 7 шагового двигателя), что приводит к быстрому нарастанию тока в обмотке 9 шагового двигателя, т. е. осуществляется форсировка переднего фронта импульса тока в обмотке 9 шагового двигателя. Когда ЭДС самоиндукции становится меньше по величине, чем напря20 жение стабилизации стабилитронов 16 и 18, последние закрываются. При этом обмотка 7 . шагового двигателя обесточивается. При размыкании ключевого элемента 12 и замыкании ключевого элемента 14, а также при размыкании ключевого элемента 13 или 14 и замыкании ключевого элемента 11 или 12 процессы в устройстве протекают аналогично. Конденсаторы 19 и 24 ограничивают перенапряжения, которые возникают

Формула изобретения

45 при размыкании ключевых элементов

На конкретном устройстве для управления четырехфазным шаговым двигателем с основной парной коммутацией обмоток экспериментально установлено, что для достижения поставленной цели необходимо выбрать такие стабилитроны, напряжение стабилизации которых по крайней мере в два раза больше напряжения источника постоянного тока. При этом быстродействие шагового двигателя повышается в полтора раза. Здесь под быстродействием шагового двигателя понимается максимальная скорость вращения

его ротора, достигаемая путем программного разгона шагового двигателя. Кроме того, экспериментально установлено, что частота приемистости шагового двигателя при использовании предлагаемого устройства ловышается на 20Я.

Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, . содержащее источник постоянного тока, четырехканальный усилитель мощности, в каждом канале которого последовательно соединены разделительный диод, обмотка шагового двигателя и ключевой элемент, и две форсирующие цели, каждая из которых включает в себя конденсатор и два разрядных диода, соединяющих разноименные выводы двух обмоток неодновременно включаемых каналов, а конденсатор каждой цепи соединяет

1387167

Составитель В. Алфимов

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 1229/56 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 общие точки обмоток и разделительных диодов тех же каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены стабилитроны, включенные последовательно-встречно по числу каналов с разрядными диодами.