Устройство для управления " " фазным шаговым двигателем

 

О П И С А Н И Е (и) 5l44l0

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Goes советских

Социапиотических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 t

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.74 (21) 2014243!07

/ с присоединением заявки № (51) М. Кл.2 Н 02Р 7/62

Опубликовано 15.05.76. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 09.06.76 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.13-133,3:62-83 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. П. Рубцов, М. С. Зайдин и E. А. Петрыкин

Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро низковольтного аппаратостроения Московского завода низковольтной аппаратуры (54) УСТ РО Й СТВО ДЛЯ УП РАВЛ ЕН ИЯ и-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (23) П

23 Приоритет

Совета Министров СССР

Известно устройство для управления mфазным шаговым двигателем с и-кратным дроблением шага, содержащее распределитель импульсов и т-канальный усилитель мощности с регуляторами напряжения, изменяющими токи в фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных входами к выходам распределителя.

В описываемое устройство в целях его упрощения и повышения надежности в работе введен преобразователь nm-тактной системы импульсов в m-тактную, связывающий входы усилителя с выходами распределителя, выполненного пт-тактным.

На фиг. 1 изображена схема устройства для управления четырехфазныM шаговым двигателем; на фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжений на различных элементах устройства в случае с двукратным дроблением шага; на фиг. 3 — пространственные диаграммы.

Устройство для управления шаговым двигателем 1 содержит nm-тактный распределитель 2 импульсов, связанный через nm-тактный преобразователь 3 с входами усилителя

4 мощности, коммутирующего фазы I, II, III и IV шагового двигателя. Регуляторы 5 и 6 изменяют напряжение на фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог 7, подключенных входами к выходам распределителя.

Устройство работает следующим образом.

5 Если на вход 8 распределителя 2 поступает последовательность управляющих импульсов

U„- (фиг. 2), то она преобразуется распределителем в nm-канальную систему прямоугольных напряжений (для рассматриваемого слу10 чая п=2, m=4, напряжения U — Уз на выходах распределителя импульсов показаны на фиг. 2). Система напряжений на выходе распределителя преобразователем 3 приводится к четырехтактной системе (напряжения U, 15 U, Uizi и U на фиг. 2), которая используется для управления усилителем 4 мощности.

Таким образом, в предлагаемом устройстве сохраняется четырехтактная система коммутации обмоток (как в системе управления

20 шаговым двигателем без дробления шага).

Уменьшение цены шага достигается в описываемом устройстве благодаря изменению уровня тока (напряжения) в фазах двигателя. Коммутация фаз шагового двигателя про25 изводится каждым вторым импульсом, поступающим на вход распределителя. Каждый нечетный импульс обеспечивает изменение установки в преобразователе код-аналог 7 и соответственно тока в фазе двигателя.

На фиг. 2 показаны напряжения U>, 1п, I1izz и (бтъ- на фазах шагового двигателя, вырабатываемые в описываемом устройстве.

Рассмотрим состояния токов (напряжений) в фазах шагового двигателя в моменты времени 4ь 4 и 4 (фиг. 2). Например, в момент времени 4 включены фазы 1 и IV, причем ток

1 в фазе 1 имеет величину Ii, а в фазе IV—

14. Положение суммарного вектора момента, пропорционального геометрической сумме токов в фазах, соответствующее моменту времени t, приведено на фиг. 3 (положеине A).

С приходом очередного импульса управления токи в фазах перераспределяются. При

2 1

t=t2 ток в фазе 1 равен 1ь в фазе IV — 1, а вектор момента перемещается в положение Б (фиг. 3). К моменту времени 4 усилитель мощности производит коммутацию фаз IV—

II без изменения величины токов. Ток в фа1 зе II становится равным 12. Суммарный вектор момента для такой комбинации включенных фаз и токов перемещается в положение

В (фиг. 3) .

Таким образом, изменение токов в фазах двигателя совместно с их коммутацией приводит к уменьшению цены шага. В рассматриваемом случае шаг двигателя уменьшается вдвое (45 эл. град. по сравнению с исходной

514410 четырехтактной коммутацией, при которой шаг составляет 90 эл. град.) ..

Аналогично работает устройство при подаче импульсов на вход 9, однако коммута5 ция фаз и движение ротора двигателя изменяются в этом случае на обратные.

Очевидно, что рассмотренный принцип построения устройства для управления шаговым двигателем обеспечивает изменение цены ша10 га двигателя в любое целое число раз при использовании регуляторов напряжения и усилителей мощности произвольного типа.

Формула изобретения

Устройство для выправления m-фазным шаговым двигателем с и.— кратным дроблением шага, содержащее распределитель импульсов и m-канальный усилитель мощности с регуля20 торами напряжения, изменяющими токи в фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных входами к выходам распределителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и по25 вышения его надежности в работе, в него введен преооразователь пт-тактнои системы импульсов в m-тактную, связывающий входы усилителя с выходами распределителя, выполненного ит-тактным.

514410 фиг. У

Составитель Н. Сухоярская

Техред М. Семенов Корректор Е. Рогайлина

Редактор T. Юрчикова

Заказ 1259/15 Изд. № 1337 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2