Установка для испытаний и калибровки шагового двигателя

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение точности испытаний и автоматизация калибровки двигателей . Установка содержит подключенный к управляемому инвертору 18 тока исследуемьй двигатель 1, выходной вал которого жестко соединен с датчиком угла поворота 3, блок 6 фиксации вала и измерения момента и приводной двигатель 11. Блок 6 фиксации вала и измерения момента выполнен в виде ферромагнитного диска - шестерни 10, кинематически связанного с валом приводного двигателя 11, и ступицы 12 с размещенным внутри нее электромагнитом 13, установленной на упругих элементах 8 с тензодатчиками 9, при этом электромагнит 13 соединен с общим валом установки. 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1467728

А1 (51) 4 Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вм Е40ЯД, -, 1

ПАТЕКТ1,,- . ;Р 1 "ь

-"- .1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4245762/24-07 (22) 18.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. У 11 (71) Московский энергетический институт (72) Б.А.Ивоботенко, А.В.Павлов, П.В.Цыганков, Г.Ю.Ионов и А. И. Хитр ов (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1387168, кл. Н 02 P 8/00,27.08.86 °

Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. / Под ред. М.Г.Чиликина. — М.: Энергия, 19713 с. 580 ° (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЬ ГАНИЙ И КАЛИБРОВКИ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности испытаний и автоматизация калибровки двигателей. Установка содержит подключенный к управляемому инвертору 18 тока исследуемый двигатель 1, выходной вал которого жестко соединен с датчиком угла поворота 3, блок 6 фиксации вала и измерения момента и приводной двигатель 11. Блок 6 фиксации вала и измерения момента выполнен в виде ферромагнитного диска — шестерни 10, кинематически связанного с валом приводного двигателя 11, и ступицы 12 с размещенным внутри нее электромагнитом 13, установленной на упругих элементах 8 с ф тензодатчиками 9, при этом электромагнит 13 соединен с общим валом установки. 1 ил.

С:

1467728

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано при изготовлении и проверке шаговых двигателей.

Цель изобретения — повышение точности и автоматизация калибровки.

На чертеже показана схема установки.

Исследуемый двигатель (ЩЦ) 1 установлен на общем основании 2. Вал

ШД 1 соединен с датчиком 3 угла поворота через муфты 4 и 5 и блок 6 фиксации вала и измерения момента.

Блок 6 включает в себя опоры 7, установленные на общем основании 2 с жестко закрепленными в них калиброванными упруггми элементами 8 с тензодатчиками 9, а также ферромагнитный диск-шестерню 10, механически 20 соединенную с валом приводного двигателя 11, и ступицу 12, которая опирается на упругие элементы 8, а внутри нее расположен электромар-нит 13, механически соединенньй с 25 валом и имеющий возможность осевого перемещения в сторону диск-шестерни 10. В установку введено вычислительное устройство (BY) 14.

Первый вход ВУ 14 но цепи 15 соединен с выходом кодового датчика 3 угла поворота, второй вход по цепи

16 с выходом блока 6 фиксации вала и измерения момента, а третий вход по цепи 17 соединен с первым выходом управляемого инвертора 18 тока, второй выход которого по цепи 19 соединен с фазными обмотками ШД.

Первьй выход ВУ 14 по цепи 20 соединен с входом инвертора 19 вто- 4 рой выход по цепи 21 соединен с входом блока 6, а третий выход по цепи

22 соединен с входом системы управления приводным двигателем ll1 (система управления не показана).

Установка работает следующим образом.

В автоматизированном режиме испытаний ЩЦ процедура калибровки шагоаого двигателя заключается в измерении зависимости фазных токов от поло50 жения вала двигателя.

По сигналу ВУ 14,. Управляющего ходом калибровки, по цепи 20 инвертору

18 задаются коды требуемых уставок токов. Инвертор 18 по цепи 19 формирует заданные токи в обмотках ЩЦ 1;

Ротор двигателя устанавливается в заданное положение 9, которое контролируется датчиком 3 угла поворота.

После установки ротора в заданное калибруемое положение BY 14 по цепи

21 подает сигнал на электромагнит

13, что приводит к перемещению ступицы 12 в осевом направлении в сторону диск-шестерни 10. Вал ШД фиксируется в заданном положении. Затеи .ВУ 14 по цепи 22 подает сигнал на предварительно калиброванньй приводной двигатель 11, который создает на валу ЩЦ активный момент нагрузки, не превышающий момент фиксации.Крнтролируя уход ротора иэ заданного фиксированного положения 8 под действием момента нагрузки датчиком 3 и сигнал, пропорциональный моменту ШД, поступающий по цепи 16 с выхода тензодатчиков 9, ВУ 14 определяет значение жесткости кривой статическогосинхронизирующего момента для заданных токов. Если жесткость ниже (выше) требуемой, ВУ 14 корректирует токи по цепи 20 в сторону их увеличения (илн уменьшения) до достижения требуемой.

Аналогичные опыты проводят для всей заданной совокупности точек калибровки. -В результате эксперимента в памяти ВУ 14 формируются зависимости i j (В ), где j — количество фаз двигателя, полученные с учетом требуемой жесткости кривой статического синхронизирующего момента

Установка может быть использована для снятия кривой статического синхронизирующего момента ШД согласно методике, состоящей в измерении моментной характеристики при заторможенном выходном вале двигателя при изменении рассогласования магнитных осей статора и ротора.

КРоме того, установха может быть применена для косвенного измерения зависимости М (6) по ЭДС вращения.

Алгоритм косвенного измерения моментной характеристики в этом случае следующий.

По сигналу BY 14, поступающему по цепи 22, задается скорость вращения (ы) приводного двигателя 11, которая вычисляется BY 14 с использованием информации, поступающей Ilo цепи 15 с выхода датчика 3 угла по1 ворота.

Регистрируя значения ЭДС фазных обмоток, поступающие в ВУ 14 по цепи 17, и угол поворота по датчику

1467728

3 в памяти BY формируются зависимости ЭДС фаэных обмоток

Ж Й d8 dt

E(t) — — — — . — -(а)—

dt d dt ЙВ по которым, используя соотношения

М(В) = -1 Т„

1 -1

Составитель В.Апфимов Редактор Л. Зайцева Техред Л.Сердюкова Корректор М. Самборская

»

Заказ 1211/54 Тираж 548 Подписное

ВНИЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 находят кривую статического синхронизирующего момента ШД. Наличие приводного двигателя 11 в установке позволяет задавать величину активного момента на валу ЩЦ при испытаниях в динамических режимах, реактивный момент нагрузки может регулироваться изменением тока электромагнита

13 по цепи 21.

Установка приспособлена к исследованию серий ЩЦ, так как двигатель может быть легко заменен путем его демонтажа от общего основания 2 и муфты 4, не меняя компоновку других узлов, что не требует дополни- тельной калибровки моментомера, а датчик 3 угла поворота может аналогичнд заменяться на датчик с требуемой разрешающей способностью. Расположение приводного двигателя 11 на общем основании 2, но вынесенного с общего вала посредством дискшестерни 10, дает воэможность при испытании ЩЦ выводить его из зацепления, если это требуется, а при необходимости и заменять его на более мощный. Установка может найти применение при автоматизированных испытаниях серий ЩЦ, с применением автоматизированных систем научных

5 исследований (АСНИ) с целью повышения точности измерений н интенси» фикации исследований ЩЦ с применением

ЭВМ и аппаратуры управления экспериментом.

Формула изобретения

Установка для испытаний и калибровки .шагового двигателя, содержащая вычислитель, управляемый инвертор для питания шагового двигателя, датчик угла поворота вала этого двигателя, блок фиксации вала и измерения момента и приводной двигатель, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности-и автоматизации калибровки, в блок фиксации вала введены ферромагнитный дискшестерня и ступица с размещенным в

25 ней электромагнитои, обращенным полюсами к торцу диска-шестерни, кинематически связанного с валом приводного двигателя, причем электромагнит установлен с BosMcNKHocTblo

30 осевого перемещения, а ступица установлена на упругих элементах с тензодатчиками, соединенныии с входом вычислителя, другие входы которого соединены с датчиком угла поворота, 35 а выходы — с входом управляемого инвертора и приводным двигателем.