Способ управления шаговым электродвигателем

 

О Л И C A Н И Е либ1523т

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено25.03 74 (21).2007037/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано25 05 76.Бюллетень №19 (45) Дата опубликования описания 10.06.76 (51) Я, 1(л, Н 07 Р 8/00

Гасударственный намнтет

Саветв Министрав СССР па делам изааретений и аткрытий (53) УДК

6 2 1. 3 1 3. 1 3-1 33.3-525 (088.8) (72) Авторы изобретения В. П. Рубцов и В. К, Цаценкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Известен способ управления шаговым электродвигателем путем изменения напряжений на фазах двигателя по сигналам обратной связи от датчика положения, В предлагаемом изобретении, с целью повышения точности отработки перемещения, в процессе его отработки изменяют на обратный знак сигнала с датчика положения.

Кроме того, в процессе отработки заданного перемещения изменяют величину сигнала с датчика положения.

На фиг, 1 изображены характеристики статического синхронизируюшего момента; на фиг, 2 — структурная схема системы, реализующей способ, на фиг. 3, 4 и 5— диаграммы сигналов на отдельных элементах системы.

На фиг. 1 показано влияние изменения знака сигнала обратной связи с датчика положения на статический синхронизируюц.ий момент. Кривая А представляет собой угловую характеристику шагового двигателя без обратной связи. Если ротор переместить в новое положение (показано ггра тиром}, тогда под действием сигнала датчика угловая характеристика переместится в положение Б (на фиг. 1 иллюстрируется случай, когда коэффициент передачи равен единице) и на ротор двигателя будет действовать момент М, вдвое превышающий момент М . Моментная характеристика в этом случае изображена кривой В на фиг, i„ а удельный синхронизирующий момент увеличится в два раза по сравнению с характеристикой A. Удельйый синхронизирующий момент может быть значительно увеличен путем повышения коэффициента передачи датчика положения, И

Иа фиг. 2. приведена структурная схема следящей системы, реализующей описывае» мый способ. На валу шагового двигателя

1 установлен аналоговый датчик 2 положе« 0 ния, выход которого подключен к усилите лю 3 с регулируемым коэффициентом усиления К. Выход усилителя. соединен со входами функционального преобразователя 4 и сумматора 5. К входам сумматора под—

И соединены также выход преобразователя

5 1 Г 1

:3

6 код-аналог и функционального преобразователя 4, Выход сумматора связан с входами функциональных преобразователей 7 и 8, к выходам которых подключены че— рез усилители 9 и 10 мошности фазы 11 и 12 двигателя.

Система работает слецуюшич образом., При отсутствии управляюшего сигнала ротор двигателя неподвижен и его положение характеризуется некоторым угчом 9 . Датчик положения вырабатывает некоторый сигнал U усиливаемый в К раз усилителем

3, Вид напряжения на выходе усилителя в функции угла О показан на фиг. 3. Напряжение К U поступает на вход функпиональ

9 ного преобразователя 4, характеристика вход-выход которого приведена на фиг. 4.

В результате алгебраического сложения напряжений Uq К Uä на выходе сумматора 5 образуется напряжение U, пилообразно изменяюшееся в функции напряжения К U (см. фиг. 5). Для =àäàííîãî по.

О ложения ротора под действием напряжения

U на выходах функциональных преобра °

Э

Фт зователей 7 и 8 образуются сигналы йп и и S U . Эти сигналы усиливаютс усилителями 9 и 10 мощности, устанавливая соответствуюшие токи в фазах 11 и

12 двигателя. При этом результируюший вектор магнитного поля статора совпадает с осью неподвижного ротора двигателя. Ео. ли повернуть ротор под действием внешнего момента, то по сигналу датчика вектор магнитного поля статора повернется в противоположную сторону на угол, зависящий от коэффициента усиления К, Это приведет к тому, что момент, развиваемый двигате лем, будет изменяться в функции угла 8 как показано на фиг. 1, т. е. статическая точность возрастет в (К+1) по сравнению с исходной. Описанная система имеет тл кие свойства, как и шаговый двигатель.

Для. управления системой можно испольэовать напряжение 11, снимаемое с преобразователя 6 код-аналог. 11одавая, например, на вход преобразователя 6 унитарный код, получим на выходе напряжение V, исьменяющееся по пилообразному закону. Это

5 напряжение, подаваемое на вход сумматора

5, сложится с напряжениями К U и V+ что вызовет поворот вектора магнитного поля статора на некоторую величину и возникновение движушего момента, под действием которого ротор двигателя приведет в движение, Так как по сигналу датчика вектор поля вра цается в противоположную сторону, то реэультируюшая скорость вращения двигателя будет в (К+1) раэ мейьше, чем определяемая частотой поступления импульсов унитарного кода скорость того же двигателя, управляемого обычным способом.

При описываемом способе управления полярность сигнала от датчика положения изменяется на противоположную, т. е. при повороте ротора, например, по часовой стрелке, моментная характеристика по ситналу aàò÷èêa поворачивается против часо вой стрелки, Кроме того, изменяя величину сигнала путем изменения коэффициента

I передачи, можно менять соотношение yr лов поворота ротора и характеристики привода.

ЭО Ф орм ула изобретения

1. Способ управления шаговым электродвигателем путем изменения напряжений на фазах двигателя по сигналам обратной

® связи от датчика положения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повььшения точности отработки перемешениа, в процессе его отработки изменяют на обраъI ный знак сигнала с указанного датчика.

40 2. Способ по п. 1, отличаюш и и с я тем, что в процессе отработки заданного перемешения изменяют величину сигнала с датчика положения.

515237

Составитель Н. Сухоярская

Техред, О. у говая Корректор . Н. Ковалева

Редактор Г. Сухова

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, у,-," П, Даказ;Д" 9 З . Тираж 882 Подписное g

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

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