Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Цель изобретения - повышение плавности движения на низких частотах управления и упрощение. Устройство для управления позволяет повысить Ш1ав ность движения ротора шагового двигателя и упростить схему за счет замены датчиков тока, входящих в каждый канал усилителя, датчиком тока, соединенным со всеми основными ключевыми элементами, и введения компаратора и коммутатора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4277821/24-07 (22) 10.06.87 (46) 15.02.89. Бкл. И- 6 (72) А.С.Абзалов, Д.И.Брейман и Е.В.Мищенко (53) 621.313.525(088.8)

:(56) .Авторское свидетельство СССР

r9 750692, кл. Н 02 P S/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 551778, кл. Н 02 Р 7/62, 1977.

„.SU„„1458963 А1 5ц 4 Н 02 Р 8/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Цель изобретения — повышение плавности движения на низких частотах управления и упрощение. Устройство для унравления позволяет повысить плавность движения ротора шагового двигателя и упростить схему за счет замены датчиков тока, входящих в каждый канал усилителя, датчиком тока, соединенным со всеми основными ключевыми элементами, и введения компаратора и коммутатора ° 1 ил.

1458963

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Цель изобретения — повышение плавности движения ротора двигателя при низких частотах и упрощение путем уменьшения числа датчиков тока.

На чертеже представлена блок-схема 10 устройства для управления шаговым двигателем.

Устройство для управления шаговым двигателем содержит распределитель

1 импульсов, регулятор 2 напряжения, 15, логический элемент ИЛИ 3, выход которого связан с входом функционального блока 4, компаратор 5, первый вход которого соединен с выходом регулятора 2 напряжения, второй вход — с вы- 20 ходом функционального блока 4,а выхо ды — с адресными входами коммутатора

6. Один из сигнальных входов коммута" тора 6 соединен с датчиком 7 тока.

Устройство содержит также усилитель мощности, каждый канал которого состоит иэ основного ключевого элемента

8, вспомогательного ключевого элемента 9 и разделительных диодов 10. Нагрузкой является обмотка 11 шагового 30 двигателя. Выход коммутатора б связан с входом регулятора 2 напряже-.. ния, выход которого соединен со всеми вспомогательными ключевыми элементами 9, а все остальные ключевые эле-35 менты 8 связаны с датчиком 7.

Регулятор 2 напряжения может быть импульсным (как показано на чертеже) и включать ключевой элемент 12, импульсный модулятор 13 и фильтр 14,:. 40 дискретным или аналоговым.

К входу коммутатора 6 подключен эадатчик 15 максимального напряжения.

Устройство работает следующим образом. 45

При поступлении с распределителя

1 импульсов соответствующего сигнала основной 8 и вспомогательный 9 ключевые элементы открываются в зависимости от состояния соответствующего выхода распределителя 1 импульсов.

Преобразователь 4 частота — напряжение вырабатывает напряжение, уровень которого зависит от величины частоты входных импульсов. Поскольку первоначальный момент времени -напряжение на выходе регулятора 2 мень- ше напряжения, поступающего с выхода преобразователя 4, компаратор 5 вырабатывает на выходе сигнал, обеспечиваниций прохождение на импульсный модулятор 13 уставки, соответствующей максимальному уровню напряжения регулятора 2, ключ 12 замыкается.

Ток в соответствующих обмотках 11 форсированно нарастает. Как только напряжение на выходе регулятора 2 достигает значения напряжения на выходе преобразователя 4, компаратор 5 вырабатывает сигнал, разрешающий прохождение на импульсный модулятор 13 напряжения, создаваемого на датчике.

7 тока токами фаз включенных обмоток.

Подключение датчика 7 тока к входу регулятора 2 напряжения образует отрицательную обратную связь по току.

Таким образом, при любой частоте входных импульсов поддерживается номинальная величина суммы токов включенных фаз шагового двигателя.

Если уменьшится частота входныхим пульсов,.изменится уровень напряжения на выходе преобразователя 4 и станет меньше значения напряжения на выходе регулятора 2 напряжения, на выходе компаратора 5 появится сигнал, размыкающий ключ 12. Цепь разряда конденсатора в фильтре 14 обеспечивает плавное уменьшение величины напряжения на выходе регулятора 2 до величины, обеспечивающей протекание по датчику 7 тока номинальной суммы токов включенных фаз.

В режиме стоянки шагового двигателя блок 4 вырабатывает уровень напряжения, равный нулю. На выходе компаратора 5 появляется сигнал, размыкающий ключ 12, Ток стоянки в обмотке 11 шагового двигателя обеспечивается источником питания постоянного тока низкого уровня U

При любой частоте входных импуль.сов обеспечивается номинальное значечение.суммы токов включенных фаз иэза наличия отрицательной обратной связи по току. Степень форсирования нарастания и спадания токов в обмотках шагового двигателя зависит от текущего значения частоты входных импульсов, поскольку величина напряжения на выходе регулятора напряжения зависит от частоты: на низких частотах величина напряжения на выходе регулятора 2 напряжения мала, поэтому токи включенных обмоток нарастают и спадают при включении и выключении плавно, что уменьшает колебательность

145896 ментов.

Составитель В.Алфимов

Редактор А,Лежнина Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 378/58 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ; I ротора шагового двигателя. При увеличении частоты напряжение на выходе регулятора напряжения увеличивается, что позволяет сохранить высокие динамические характеристики шагового двигателя. Введение компаратора и коммутатора позволяет улучшить динамические характеристики шагового двигателя в переходных режимах — при 10 резких изменениях частоты входных импульсов — и, кроме того, увеличить надежность устройства за счет уменьшения числа датчиков тока.

Таким образом, использование изоб- 15 ретения позволяет повысить плавность движения ротора шагового двигателя на низких и средних частотах и упростить устройство эа счет введения вместо присутствующих в каждом канале датчи- yg ков тока одного датчика тока, компаратора и коммутатора, !

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым 2ь двигателем, содержащее реверсивный распределитель импульсов, преобразователь частота †напряжен, элемент

ИЛИ, входы которого соединены с входами распределителя импульсов, а вы- Зд

3 4 ход — с входом преобразователя частота — напряжение, регулятор напряжения, усилитель мощности, каждый канал которого содержит основной и вспомогательный ключевые элементы, управляющие входы которых подключены к одному из выходов распределителя импульсов, разделительные диоды, сое- диненные одними выводами с ключевыми элементами, датчик тока, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения плавности движения ротора двигателя при низких частотах и упрощения путем уменьшения числа датчиков тока, введены коммутатор, задатчик максимального напряжения и компаратор, входы которого соединены с выходами регулятора напряжения и преобразователя частота — напряжение, выходы — с адресными входами коммутатора, сигнальные входы которого соединены с задатчиком максимального напряжения и датчиком тока, соединенным с основными ключевыми эле-. ментами всех каналов, а выход — с управляющим входом регулятора напряжения, выход которого соединен с входами вспомогательных ключевых эле