Усилитель мощности для управления многофазным шаговым двигателем

 

ОписAНИЕ (1)505395

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕ ееТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 05.07.71 (21) 1677469/24-7 (51) М. Кл. - Н 02Р 7/62 (23) Приоритет — (32) 06,07.70 (31) 58877/70 (33) Япония

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.313.13-133. .3-525 (088.8) ла делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 30.04.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Сеюмон Инаба, Каире Симизу и Тосио Кодзима (Япония) Иностранная фирма

«Фудзицу Лимитед» (Япония) (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЪ МОЩНОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗ НЪ|М ШАГО ВЪ|М ДВ И ГАТЕЛ ЕМ

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к устройствам для управления щаговыми двигателями.

Из|вестен усилитель мо щности для управления многофазным шаговым двигателем, содержащий цепь отрицательной обратной связи по току, ключ, переключающий по сигналу обратной связи фазы двигателя с высокого напряжения на низкое, и многоканальную систему, .каждый канал которой состоит из подключенных к источнику низкого напряжения и последовательно соединенных между собой ключевого элемента и фазы двигателя.

В предлагаемом усилителе мощности указанные ключ и цепь обратной связи установлены в каждом канале, причем цепь обратной связи содержит релейный элемент, подключенный своим входом к резисторному датчику тока, соединенному последовательно с ключевым элементом.

Кроме того, цепь обратной связи содержит конденсатор, подключенный к входу релейного элемента.

Такое выполнение усилителя мощности обеспечивает повышение быстродействия, к.II.ä. и |надежности шагового привода.

На фиг. 1 приведена схема одного канала предлагаемого усилителя, первый вариант; на фиг. 2 — то же, второй вариант; на фиг. 3 — временные диаграммы напряжений и токо в на основных элементах схемы.

Усилитель модности (фиг, 1) содержит нагрузку — фазу шагового двигателя 1, подключенную через транзисторы 2 и 3 и резистор

4 к источнику высокого напряжения 5, а к источнику низкого напряжения 6 — через диод 7. Между общей точкой соединения фазы

10 1 с транзистором 3 и источником низкого напряжения б включена цепь, состоящая из диода 8 и резистора 9.

Входная шина усилителя 10 подключена к одному из входов триггера 11 через инвертор

15 12, Выход триггера 11 связан с базой транзистора 2 через усилитель 13.

Кроме того, входная шина 10 через усилитель 14 связана с базой транзистора 3. Указанные элементы образуют цепь переключе20 ния.

Моностабильный вибратор 15, подключенный выходом к второму входу триггера 11, а входом к резистору 16 и через стабилитрон

17 к резистору 4, образуют цепь отрицатель25 ной обратной связи по току нагрузки.

Во втором варианте предлагаемого усилителя (фиг. 2) цепь обратной связи содержит резисторы 18, 19, 20 и конденсатор 21.

505395

Усилитель мощности работает следующим образом.

Когда на вход 10 поступает импульс управления 4 (фиг. 3), инвертированный импульс

4 перебрасывает триггер 11 в состояние, обеспечивающее открывание транзистора 2 (импульсом 1 q), в результате чего транзисторы 2 и 3 открываются, и по фазе двигателя 1 начинает протекать ток (, скорость нарастания которого определяется величиной источника высокого напряжения 5, Когда падение напряжения на резисторе 4 достигнет напряжения пробоя стабилитрона

17 (что соответству.ет заданной величине тока

1 нагрузки), моновибратор 15 срабатывает и вырабатывает импульс 4, поступающий на второй вход триггера 11, возвращая последний в исходное состояние, соответствующее

I> =0, т. е. закрытому состоянию транзистора 2.

Транзистор 3 при этом остается открытым, и ток 1 в фазе 1 поддерживается источником низкого напряжения 6. После прекращения действия входного импульса to закрывается транзистор 3, и ток в фазе 1,спадает до нуля.

Аналогично описанному работает цепь обратной связи во втором варианте усилителя (фиг. 2). Здесь порог, срабатывания моновибратора 15 устанавливается делителем на резисторах 16 и 20. Когда падение напряжения на резисторе 4, поступающее на моновибратор 15 через резистор 18, конденсатор 21 и резистор 19, превысит напряжение на резисторах 16 и 20, моновибратор 15 вырабатывает импульс 1, обеспечивающий запирание транзистора 2.

Ускорение процесса спада ния тока в отключенной фазе 1 двигателя обеспечивается цепью разряда,,состоящей из диода 8 и резистора 9.

Период проводимости t (фиг. 3) транзистора 2, в течение которого к фазе 1 подводится высокое напряжение с источника 5, onределяется сопротивлением резистора 16, напряжением пробоя стабилитрона 17, емкостью конденсатора 21 и выбирается в соответствии с моментом инерции шагового двигателя и механической нагрузки на его валу.

Предлагаемый усилитель мош ности обеспечивает ускоренное нар астание тока при включении фазы шагового двигателя, т. е. увеличивает быстродействие последнего, и

10 позволяет снизить величину тока в фазе после отработки шага, уменьшив тем самым потери,в двигателе. Контроль тока в усилителе мощности препятствует нарастанию тока выше заданной величины даже при коротких

15 замыканиях в фазе двигателя, что повышает надежность схемы.

В цепи отрицательной ооратной связи по току могут быть использованы любые датчики тока, а вместо транзисторов применены лю20 бые ключевые элементы.

Формула изобретения

1. Усилитель мощности для управления

25 многофазным шаговым двигателем, содержащий цепь отрицательной обратной связи по току, ключ, переключающий по сигналу обратной связи фазы двигателя с высокого напряже ния на,низкое, и многоканальную си30 стему, каждый канал которой состоит из подключенных к источнику низкого напряжения и последовательно соединенных между собой ключевого элемента и фазы двигателя, отлич а ю шийся тем, что, с целью, повышения

35 быстродействия, к.п.д. и надежности, указанные ключ и цепь обратной связи установлены в каждом канале, причем, цепь обратной связи содержит релейный элемент, подключенный своим входом к резисторному дат40 чику, тока, соединенному последовательно с ключевым элементом.

2. Усилитель мощности по п. 1, отличаю шийся тем, что цепь обратной связи содержит конденсатор, подключенный к вхо45 ду релейного элемента.

505395

80 0

t г

82 0

Составитель Горник

Техред Т. Курилко

Корректор М. Лейзерман

Редактор E. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 768/20 Изд. № 1150 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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