Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при автоматизированных испытаниях серий шаговых двигателей для определения соответствия паспортных и реальных данных при управлении ходом эксперимента от ЭВМ. Целью изобретения является повышение точности и автоматизации испытаний и калибровки. Установка содержит приводной двигатель 1, управляемый инвертор 21 для питания обмоток шагового двигателя 1, датчик 16 перемещения якоря, блок 4 фиксации якоря и измерения силы, вычислитель 17, входы которого соединены с датчиком 16 перемещения якоря и обмотками исследуемого двигателя 1, выходы - с входом управляемого инвертора 21 и входом блока 4 фиксации якоря и измерения силы. Магнитный фиксатор 5 обеспечивает при фиксации установку якоря испытуемого двигателя 1 в заданное положение, затем проводится при заданных токах в обмотках измерение синхронизирующего усилия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1541753 (5 1 ) 5 Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4416268/24-07 (22) 03.05,88 (46) 07.02.90. Бюл. 11р 5 (71) Московский энергетический институт (72) Б.А.Ивоботенко, П.В.Цыганков, А.И.Хитров, А.В.Павлов и Г.13.Ионов (53) 621 313.525(088.8) (56) Дискретный электропривод с шаговыми двигателями/ Под ред. М.Г.Чиликина, M. Энергия, 1971, с. 563.

Авторское свидетельство СССР

1; 1467728, кл. Н 02 P 8/00, 18.05,87. (54) УСТАНОВКА ДПЛ ИСПЫТАНИЙ И КА ЛИБРОВКИ ЛИНЕЙНОГО ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и. может быть использовано при автоматизированных испытаниях серий шаговых двигателей для определения соответствия паспортных и реаль2 ных данных при управлении ходом экс" перимента от ЭВМ. Целью изобретения является повьппение точности и автоматизация испытаний и калибровки. Установка содержит приводной двигатель 1, управляемый инвертор .21 для питания обмоток шагового двигателя I датчик

16 перемещения якоря, блок 4 фикса-ции якоря и измерения силы, вычислитель 17, входы которого соединены с датчиком 16 перемещения якоря и обмотками исследуемого двигателя 1, выходы — с входом управляемого инвертора 21 и входом блока 4 фиксации якоря и измерения силы. Магнитный фиксатор 5 обеспечивает при фиксации установку якоря испытуемого двигателя 1 в заданное положение, затем проводится при заданных токах в обмотках измерение синнронизируииего усилия. C

1 3 ° ï ф лыу 1 ил ° а

1541753

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами, и может быть использовано при испытаниях серий планарных и линейных щаговых двигателей,(ШД) в автоматизированном режимЕ при управлении ходом экспепимента оУ ЭВМ.

Цель изобретения — повышение точн1 сти и автоматизации испь1таний и ка"

1 л11бронки, На,чертеже показана структурная схема установки.

Якори исследуемого двигателя 1 и приводного двигателя 2 расположены на общем индукторе 3 и соединены между собой через блок 4 фиксации якоря и,измерения силы, содержащий магнитн ый фиксатор 5 с пневматическим расцепителем, выполненный в виде жесткого соединения якоря приводного двигателя 2 с анапогичпым якорем 6. Оба якоря соединены с воздушной магистралью 7 через Г>лок пневморсле 3 по цепям 9 и 10 соответственно. Индуктор

11 фиксатора 5 жестко соединен чере I упругий элемент 12 с известной характеристикой жесткости, плоскую пружину 13 и схват 14 с якорем исследуемого двигателя 1, На якоре исследуемого ШД 1 установлен подвижный элемент 15 датчика 16 перемещения якоря, выход которого соединен с первым вхо дом вычислителя (ВЧ) 17 по цепи 18, второй вход ВЧ 17 по цепи 19 соедиI (Нен собмотк,ами ))g ) . .Первый выход

ВЧ )7 по цепи 20 соединен с входом управляемого инвертора 21, выходы которого по цепи 22 и 23 соответственно соединены с обмотками исследуемого 1 и приводного 2 ЛД, Второй выход

ВЧ 17 по цени 24 соединен с входом блока пневмор еле 3.

Установка работает следующим образом.

Возможность линейного переме1цения индуктора 11 обеспечивается создани— ем аэростатической опооы IIDH подаче давления из воздушной магистрали 7 по цепи 10 при включении блока п11евмореле 3. 3 эгом случае якорь 11)Д 1 освобожден .от фиксации, Фиксация якоря исследуемого ШД 1 осуществляется отключением попачи давления с воздушной магистрали 7 по IIeIIII 9 и 10 на якорь приводного 2 и дополнительного линейного ШД 1, Плоские пружины 13, соединенные через упругий элемент 12 и магнитный фиксатор 5 с якорем привоцного двигателя 2 и схват 14 с якорем иссле5 дуемого ШД 1, позволяют обеспечивать параллельность зубцов якоря ШД 1 и приводного двигателя 2 при возбуждении их тбками от управляемого инвер» .тора 21. Замена якоря исследуемого двигателя 1 при испъ1таниях серий ШД не требует изменения остальных узлов установки, а осуществляется путем отсоединения якоря ШД 1 от схвата 14.

В качестве датчика перемещения якоря в установке может быть использован лазерный интерферометр, а в качестве вычислителя 17 — микроЭВИ и аппарату" ра управления экспериментом и сопряжения с объектом и датчиками сигналов.

Работу установки в автоматизиронанном режиме испытаний рассматривают на примере процедуры калибровки шагового двигателя, которая заключается в измерении зависимости фазных токов исследуемого ШД от предписанного положения якоря и требуемой жесткости (отклонения синхронизирующей силы к смещению якоря).

Калибровку осуществляют следующим образом.

По сигналу ВЧ 17, поступающему по цепи 24, подается сигнал на блок пневмореле 8 для подсоединения якорей к воздушной магистрали 7. Подача давления по цепи 9 и 10 соответственно обеспечивает создание аэростатической опоры для обоих якорей. При

40 этом якорь исследуемого ШД 1 освобождается от фиксации. Затем по цепи 20 ВЧ 17 задает требуемые установки токов инвертору 21, который по цепи 22 формирует заданные токи в обмотках исследуемого двигателя 1, якорь ШД 1 устанавливается в заданное положение Х, которое контролируется датчиком 16 перемещения якоря по цепи 18. После установки якоря в

50 требуемое положение Х ВЧ 17 по цепи

24 подает команду на отсоединение якоря 6 от воздушной магистрали 7 по цепи 10, что приводит к магнитной фиксации якоря 6 и индуктора 11 и механическому соединению якоря при55 водного двигателя 2 с якорем иссле1 дуемого ШД 1 через блок 4, Затем

ВЧ 17 по цепи 20 задает уставки токов инвертору 21, который по цепи 23

1541753

2О где К(1,...,, ;х) — расчетная жесткость; — токи в обмотках 25 исследуемого ШД, Если жесткость 1(,...,, - „) отличается от требуемой, ВЧ 17 корректирует токи в обмотках исследуемого двигателя изменением уставок задания инвертору 21 по цепи 20 до достижения требуемой. В результате калибровки в памяти ВЧ 17 формируются зависимости i>(Х), полученные с учетом требуемой жесткости, Эти зависимости

:затем могут быть использованы для программирования постоянного запоми-. нающего устройства (ППЗУ) для схем микропроцессорного управления шаговым приводом, На установке могут быть реализованы и другие способы калибровки ШД, в частности способ калибровки, заклю чающийся в определении потокосцеплений обмоток двигателя в функции то- 45 ков в обмотке и положения якоря, определении величины магнитной коэнер" гии, вычислении значений жесткости и подачи в обмотки исследуемого ЩД токов, соответствующих заданной жест- 5О кости, с последующим контролем положения якоря и корректировкой его положения в случае наличия ошибки, превышающей требуемую, Установка может быть использована для косвенного измерения статической синхронизирующей силы, Алгоритм автоматизированных исиытаний в этом случае следующий.!

", » т„

K=4

Р (11х) определяют кривую статической син30 хронизирующей силы, Наиболее эффективна установка при испытаниях серий шаговых двигателей с аэростатическими опорами, так как якоря исследуемого, приводного ШД и

35 фиксатора могут быть одинаковыми по своему исполнению, что приводит к унификации узлов экспериментальной установки.

Установка может быть использована

4О при изготовлении и испытаниях серий

ЩД с применением автоматизированных, систем научных исследований с целью повышения точности измерений и интен» сификации исследований партий ШД, 5 формирует в обмотках приводного двигателя 2 токи, соответствующие калиброванному значению силы приводного двигателя: npuS - 1> 1,Х ° 1

° f где i u i — токи в обмотках привод1 j ного двигателя; — количество фаэ двигат еля, Фиксируя отклонение якоря исследуемого ШД 1 йх по датчику 16 перемещения якоря по цепи 18 под действием известной активной силы приводного двигателя 2 ВЧ 17 вычисляет жесткость кривой статической синхронизирующей силы, используя соотношение

f ° I

° F П ИЬ (1 1 д ° ° ° <1 jg) х)

Ji дх

По сигналу ВЧ 17 поступающему по цепи 24 на вход блока пневмореле 8, обеспечивается соединение якоря приводного двигателя 2 с воздушной магистралью 7 по цепи 9, После создания аэростатической опоры для приводного двигателя 2 ВЧ 17 по цепи 20 задает инвертору 21 коды уставок токов, изменяющиеся по синусно-косинусным зависимостям с низкой частотой, соответствующей заданной скорости V приводного двигателя 2. Скорость движения V не должна превышать скорости, допустимой по условиям эксплуатации датчика 16 перемещения якоря, Регистрируются значения ЭДС фазных обмоток при движении якоря по цепи 19 и положения якоря ШД 1 по цепи 18, в па" мять ВЧ 17 заносятся зависимости ЭДС фазиых обмоток Я.(t), по которым, J используя соотношения

d ч1 М1 dx Йч е(t) - — -- = — — - — - -V — «)

J dt dx dt dx e

Формула изобретения

1, Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигателя, содержащая приводной двигатель, управляемый инвертор, соединенный выходами с обмотками шагового двигателя, датчик перемещения якоря испи" туемого двигателя, блок. фиксации его якоря и измерения силы, вычислитель, входы которого соединены с датчиком перемещения якоря и обмотками шагового, двигателя, а выходы — с входом ,управляемого инвертора и входом бло1541753

Составитель В,Алфимов

Техред Л. Сердюкова

Р °

Корректор С.Шекмар

Редактор M,Áëàíàð

Подписное

Тираж 450

Заказ 288

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ка фиксации якоря и измерения силы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации испытаний и калибровки„ в

5 блок фиксации якоря и измерения силы введен включающий якорь и индуктор, магнитный фиксатор с пневматическим, асцепителем, соединенным с воздушой магистралью через блок пневмо еле, вход которого соединен с выхо дом вычислителя, индуктор приводного ,двигателя, выполненного линейным шаговым, объединен с индуктором испытуемого двигателя, индуктор магнитного фиксатора соединен с якорем испытуемого двигателя через плоскую пружину и упругий элемент, жесткость которого предварительно определена, 1

2, Установка по п, 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что якорь магнитного фиксатора выполнен аналогично якорю приводного двигателя и жестко соединен с ним, а между якорем и индуктором фиксатора расположена аэростатическая опора,