Устройство для управления многофазным шаговым двигателем

 

СОЮЗ СОВЕТСНИ1(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

Ыц 1 Н 02 Р 8 00

Фиг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 4097692/24-07 (22) 25. 07.86 (46) 07.11.88.Бюл. Ф 41 (71) Киевский научно-исследовательский и конструкторский институт периферийного оборудования (72) Е.В,Бабенко, З.Ш.Глухой и С.М.Голик (53) 621.313;525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1286057, кл, Н 02 P 8/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

9 862345, кл. Н 02 P 8/00, 1981 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОФАЗНЬИ 1ЦАГОВЬ11 ДВИГАТЕЛЕИ (571 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления шаговым двигателем с форсированным возбуждением обмоток.

Цель изобретения — упрощение устройства. Изобретение позволяет уменьшить количество силовых элементов, необходимых для форсировки токов в обмотках двигателя, путем HcIIoJIbso» вания общего форсирующего ключа и

1436266 разделительного диода для обмоток, которые не бывают включены одновременно и не имеют совпадения моментов коммутации. Первые зажимы обмоток

1 — 6 двигателя в устройстве соединены через основные ключи 7 с общей шиной источника питания, а через разрядные диоды 11 - с источником форсирующего напряжения, в качестве которого используется конденсатор

10. Обмотки 1-6 образуют три группы, в каждой из которых вторые зажимы обмоток 1-4,2-5,3-6 соединены череэ форсирующий ключ 9 с конденсатором

10, а через разделительный диод 8 — с

Изобретение относится к электротех нике, а именно к управлению многофазными шаговыми двигателями, и может использоваться в станках с числовым программным управлением, координатографах„ алфавитно-цифровых печатающих устройствах и других системах, имеющих шаговый электропривод. Цель изобретения — упрощение устройства для управления многофазным шаговым двигателем.

На фиг.l приведена схема устройства применительно к шестифазному шаговому двигателю; на фиг.2 — временные диаграммы при симметричной коммутации фаз; на фиг.3 — то же, при несимметричной коммутации фаз.

Фазы (обмотки) 1-6 двигателя соединяются основными ключами 7 с общей шиной, в соответствии с заданным законом коммутации (порядок включения фаэ;

1-2, 2-3,...,6-1,1-2 и т.д. для сим-» метричной коммутации и 1-2,1"2-3, 2-3,...,6-1,6-1-2,1-2 и т.д. для несимметричной коммутации) фазы двигателя, по которым токи не протекают . г1 одновременно, объединяются в группы, в каждой группе общая точка фаз соединяется через разделительный диод 8 с источником постоянного тока U„, a через форсирующий ключ 9 — с выводом конденсатора 10.

° Этот же вывод конденсатора 10 связан через разрядные диоды 11 с фазами

1-6. Второй вывод конденсатора 10 с источником питания, Для форсировки нарастания тока во включаемой обмотке открываются соответствующие ключи 7 и 9, при этом энергия, накопленная конденсатором 10 в предыдущем такте коммутации, используется для увеличения скорости нарастания тока в обмотке, Кшоч 9 остается в открытом состоянии не более одного такта коммутации, после чего закрывается. Для форсировки спада тока в отключаемой обмотке закрывается соответствующий ключ 7, при этом энергия, накопленная обмоткой, передается конденсатору 10 через разрядный диод ll. 3 ил, 2 подключен к общей шине, Ключи 7 и 9 .могут быть реализованы с использованием известных силовых транзисторов, причем ключи 7 могут представ5 лять собой как релейные элементы, так и стабилизаторы тока, ограничивающие токи через фазы на заданном уровне °

Устройство работает следующим образом.

Ключи 7 коммутируются в последовательности, обусловленной заданным законом коммутации. Ключи 9 предназначены для подачи форсирующего напряжения на включаемую фазу и включаются

15 одновременно с включением какого-либо ключа своей группы, а выключаются через один такт т.е. в момент следующей коммутации фаз °

Предполагают, что в .рассматривае20 мый момент времени фаза 1 отключается путем запирания соответствующего ключа 7, а фаза 3 включается путем отпирания соответствующего ключа 7 и ключа 9, т.е. происходит переход

1 от состояния, когда включены фазы 1-2, "к состоянию, когда включены фазы 2-3.

При этом ток i1(фиг,2), протекавший в фазе 1, течет по цепи: фаза 1, диод ll,конденсатор 10,источник посЗ0 тоянного тока U диод 8 и фаза обеспечивая заряд конденсатора 10, напряжение на котором изменяется в соответствии с диаграммой П с(фиг. 2) .

Одновременно начинает течь ток

35 (фиг.2) через включаемую фазу 3 по раздел

Номера Вкаюченнь!и ц&ап вк з 14362 цепи: конденсатор 10, ключ 9, фаза 3, ключ 7 и конденсатор 10. Такое направление протекания тока сохраняется до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 10 превышает напряжение ис5 точника постоянного тока U . В это ., время энергия, накопленная в индуктивности фазы 1, используется для форси-< ровки тока в фазе 3, конденсатор 10 при этом выполняет функцию буфера, ограничивающего амплитуду напряжения на фазах. После того, как напряжение на конденсаторе 10 станет равным напряжению источника постоянного тока

U» ток через фазу 3 протекает от источника постоянного тока U по цепи: диод 8, фаза 3 и ключ 7.

При несимметричной коммутации фаз 2О устройство работает аналогично, с той разницей, что процессы спада тока в выключаемой фазе, например, в фазе 1, и нарастания тока во включаемой фазе, например в фазе 4, разносятся во вре- 25 мени на один такт. В это время энергия, отдаваемая выключаемой фазой, хранится в конденсаторе 10 и используется затем для форсировки нарастания тока во включаемой фазе в следую- З0 щем такте. Диаграммы тока i в фале

1, тока ig в фазе 4 и напряжения U на конденсаторе 10 для случая несимметричной коммутации фаз приведены на фиг.3.

66 4

Таким образом, объединение фаз двигателя в группы в соответствии с заданным законом коммутации позволя-. ет уменьшить число форсирующих ключей и разделительных диодов до числа групп, что снижает стоимость, мас" су и габариты устройства °

Формула изобретения

Устройство для управления многофазным шаговым двигателем, содержа« щее источник постоянного тока, один полюс которого соединен с общей шиной, основные ключи, соединяющие первые выводы фаз двигателя с общей шиной, разрядные диоды, соединяющие общие точки фаз и основных ключей с первым выводом конденсатора, соединенного другим выводом с общей шиной, форсирующие ключи, соединяющие первый вывод конденсатора с вторыми выводами фаз, и разделительные диоды, соединяющие фазы с источником постоянного тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства фазы двигателя, по которым токи в соответствии с заданным законом коммутации не протекают одновременно, объединены в группы соединением своих вторых выводов, причем к вторым выводам фаз каждой группы подключен один форсирующий ключ и ительный диод.

Уиа 2!

436266

Составитель В.Алфимов

Редактор Н.Рогулич Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5659/56

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