Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (ц 4 Н 02 P 8/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,", /
1 gg < 1"
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4198944/24-07 (22) 26.12.86 (46) 15.06.88. Бюл. 9 22 (71) Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. (72) С.А.Вербицкий, К.В.Гудков, В.M.Èâàíîâ, Ю.Д.Иванов и Е.Б.Коротков (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1042151, кл. Н 02 P 8/00, 1983 .
Соколов M.M. Рубцов В.П. Дискретный электропривод механизмов электротермических установок. M.: Энергоатомиэдат, !986, с.77-80.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ ШАГА (57) Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в системах стабилизации скорости с шаговыми двигателями. Цель изобретения состоит в повышении точности, устойчивости синхронного движения и повышении КПД. Техническая сущность изобретения заключается в том, что устройство управления содержит реверсивный счетчик 1, с выходами которого соединены последовательно включенные программируемые запоминающие устройства 2-5, цифроаналоговые преобразователи 6-9, регуляторы тока 10-13, формирующие требуемые законы изменения фазных токов для управления с постоянным моментом. В устройство введен контур электронного демпфирования включающий датчик положения ротора
1403332
19 с преобразователем угол-код 20, ! вь<ходной код которого сравнивается на сумматоре 21 с кодом реверсивного счетчика. Сумматор через цифроаналоговый преобразователь 22 и корректирующее звено 23 связан с регулятором напряжения 24, изменяющим опорное наИзобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в следующих системах.
Цель изобретения — повышение точности, устойчовости синхронного движе- 5 ния, повышение КПД.
FIa чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройстр,à управления четырехфаэным шаговым двигателем„ 10
Устройство содержит реверсивный счетчик 1, к выходам которого подключены Формирователи кривой тока в каждой фазе, состоящие иэ последовательно включенных программируемых зà- I5 поминающих устройств 2-5, цифроанало говых преобразователей 6-9, регулято ров 10-13 тока, которые соединяют об мотки шагового двигателя 14-17, с источником питания U На валу ротора двигателя 18 установлен через редуктор датчик 19 положения ротора с преобразователем 20 угол — код, Выходы цифрового преобразователя угла соединены с вычитающими входами сумматора
2I на суммирующий вход которого подается код с выхода реверсивного счет. чика 1. Выход сумматора 21 через дополнительный цифроаналоговый преобразователь 22 соединен с входом функ30 ционального блока 23, который выполняет функцию пропорционально-дифференцирующего регулятора аналогового типа. Выход функционального блока 23 соединен с входом регулятора 24 напря- 35 жения, установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей 6-9 фазных цепей.
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от требуемого направления вращения управляющие имлр яжея<<в н» ц1(<<<полн а <<
2 пульсы частоты f поступают либо на вход сложения, либо на вход вычитания реверсивного с-<етчика 1. Для уменьшения дискретности перемеще<п и резупьтирующей МДС поля статара и для управления с постоянным моментом вращения программируются требуемые кривые фазных токов, Это обеспечивается введением ирограммируемьг запоминающих устройств 2-5 в цепь каждой фазы, формирующих по сигналам реверсивного счетчика требуемый закон изменения тока в цифровом виде. 1инейные цифроаналоговые преобразователи б-9 вырабатывают аналоговый сигнал для регуляторов тока, работающих в активном режиме с обратной связью по току.
Таким образом обеспечивается плавное перемещение результирующей поля статора. Ротор шагового двигателя будет отрабатывать эти перемещения с ошибкой, которая значительно возрастает в переходных режимах, в области резонансных режимов, при воздействии на привод возмущений. Для коррекции этих ошибок в динамических режимах вводится дополнительный контур управления.
Вводимый контур дополнительной коррекции движения ротора или контур электронного демпфирования работает следующим образом. Информация об угловом положении ротора, полученная на датчике 19 положения ротора 19 и преобразователе 20 в цифровом виде сравнивается на сумматоре 21 с кодом, поступающим на другой вход сумматора с выхода реверсивного счетчика, который задает положение результирующей
ИДС поля статора. Таким образом разность сравниваемых кодов соответствует разности в угловом положении
1403 1". 2
Формула и з обретения
Составитель В.Алфимов
Техред А.Кравчук
Корректор А.Тяско
Редактор Ю.Середа
Заказ 3003/54
Тираж 583
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Рот ора и результирующей МДС поля статора, Полученная в цифровом виде ошибка пропускается через цифроаналоговый преобразователь 22, после которого в аналоговом виде поступает на корректирующее звено пропорционально-дифференциального вида (функциональный блок 23). С выхода этого блока корректирующий сигнал подается на вход регулятора 24 напряжения, установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей фазных цепей, В зависимости от величины корректирующего сигнала регулируется опорное напряжение всех фазных цифроаналоговых преобразователек 6-9, что соответствует регулированию амплитуды ТОКоН в каждой фазе, а, следовательно и величины вращающего момента, Такое регулирование эквивалентно управлению по ошибке и производной от ошибки, что создает демпфирующее воздействие на привод, такое выполнение устройства обеспечивает демпфирование колебаний ротора во всем диапазоне частот управления, а это, в свою очередь повышает точность и устойчивость работы привода.
Кроме того, введение контура демпфирования обеспечивает автоматическое уменьшение амплитуды тока в фазах на низких скоростях, когда ошибка мала. Это обеспечивает значительное снижение энергопотребления привода при низких частотах управления, при сохранении преимуществ управления с дроблением шага.
Моделирование на ЦВМ предлагаемой ) структуры показало, что управление на малых скоростях (. 0,5X) с электронным демпфированием позволяет снизить амплитуду тока в 5-6 раз при повыше)0 нии точности с одновременным уменьшением колебательности в 3 раза.
15 Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее источник питания, последовательно соединенные регуляторы тока фаз, цифроаналоговые преобразователи, 20 программируемые запоминающие устройства и реверсивный счетчик, соединенный выходом с входами программируемых запоминающих устройств, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью
2Б повышения точности, устойчивости синхронного движения, повышения КПД, введены датчик положения ротора, преобразователь угол — код, последовательно соединенные сумматор, дополни30 тельный цифроаналоговый преобразователь, функциональный блок и регулятор напряжения, подключенный к входам опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей, причем датчик положения ротора через преобразователь угол-код соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого подключен выход реверсивного счетчика.
