Устройство для управления -фазным шаговым двигателем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (6t} Дополнительное к авт. свил-ву

{22} Заявлено 26, 11.76(2l } 2423345/24-07 с приеоединеинем заявки Ле (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,06,78.бюллетень, 3423

Союз Соввтеимв

Социалист3Фмесими

Рес дубае (и} 6 12378 (51} М. Кл.

Н 02 Р 8/00

Гасударатееаамй аеметет берета йаваетраа ИСр ае делам ваеаретенаа и аткрепай (53) УПК 621 313 13 . 133.62 83(088.8) (45} Ката опубликования описания 01.06,78 (72) Автор изобретения

А. М. фиш (7 ) заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ тй-ФАЗНЫМ

ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относ (тся к обдасти шагово- .ro эпектропривода и может быть испол зовано,в частности, Ф системах точного позиционирования рабочих органов испопнительных механизмов.

Одно из известных устройств дпя управ пения машиной двойного питания содержит два регулируемых преобразователя частоты и требует подвода энергии к ротору двигателя fl).

Такое выполнение устройства, хотя и обеспечивает высокую экономичность привода и позвопяет уменьшать цену шага дви атепи,однако снижает надежность привода и удорожает его. И

Наибопее близким но технической сущности к изобретению является устройство дпя управпения }И- фазным шаговым пвигатепем, содержащее основной распределитель импульсов с входами прямого и обратного рй пореедка коммутапии каналов, связанный выходаМи со входами ЯЕт -канапьного усипитепя мснпности, коммутирукецего фазы двигатепя по командам, поступакийнм на шины прямой в обратной входных частот(21. 2$

Однако такое устройство пригодно тольхо дпя управпения шаговым двигателем, выполненным на базе синхронной машины, т. е. для машины с постоянным возбуждением, что снижает его функциональные воэможности

Целью изобретения является расширение функциональных возможноатей устройства дпя управления шаговым двигателем и повышение его KHll.

Это достигается тем, что предлагаемое устр йство содержит дополнительный распределитель импульсов, аналогичный основному, и 21тт групп элементов И и НЕ, эле мент И в каждой из которых подключен выходом к соответствующему входу усилителя мошности, одним входом — к выходу основного распределителя импульсов, а вторым через элемент НŠ— к аналогичному выходу дополнительного распределителя импупьсов, причем шина прямой входной частоты соединена со входом прямого порядка коммутации основного распределителя импульсов, а шина обратной входной частоты — со

61237 8 о ° о„-и

1 ©я С

Ц =U Sin

А2 Ю

2С

0 =0 2 входом обратного порядка коммутации дополнительного распределителя импульсов.

Такое выполнение устройства дпя управления М- фаэным шаговым двигателем поз водяет использовать в шаговом приводе

5 машины переменного тока, т. е. расширяет его функциональные Ъоэможности, а также повышает его КПВ поскольку в машинах переменного тока потребляемая мощность является функцией нагрузки на валу.

lO

На чертеже приведена структурная схема шагового привода ц к двухфазной машине { Ф 2)

Устройство содержит шаговый двигатель

1, подключенный K выходам 2 Ич" K&H811b ного усилителя мощности 2, соединенного своими входами с выходами элементов И

3, 4, 5 и 6, одни входы которых связаны с выходами элементов НЕ 7, 8, 9 и 10, а вторые - с выходами нереверсивного рао- щ

I предепитепя импульсов 11. Выходы нереверсивного распределителя 12 подключены ко входам элементов HE 7, 8, 9 и 10.

Импульсы управления поступают на входные шины Прямо" и "Обратно распределите- 25 пей импульсов. Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии частоты команд, поступающие на шины прямой и обратной входных частот - Прямо и Обратно пре-,зо образуются на выходах распределителей 11 и 12 в системы напряжений прямого и обратного порядка чередования фаз. Если команды на шинах Прямо и Обратно имеют частоты 0У и ОЭ2, Ь f-фазовый сдвиг меж- 35 ду ними, то первые т армоники напряжений HB выходах четырехтактных распределителей импупьсов 11 и 12 (применительно к рассматриваемому двухфазному двигателю) имеют вид: 40

Ц,„= О 5ЧП

Ч ю.< С

0 =0 сО5 Ъ„М

45 дпя основного распределителя импульсов

11 и дпя дополнительного распределителя импульсов

12.

Проходя через элементы HE 7, 8, и

\ <

9 10 напряжениями,и U меняют знаки

4 Фа и далее поступают на одни входы элементов И 3, 4, 5 и 6,.на другие входы которых поступают напряжения О (и 0

В езупьтате сложения этих сигналов на р

4 выходах элементов И реализуется двухфа- ная система напряжения

U *U„-UÄ =

g (Ч 2)С О Ч 2

Я 0„,5|п (1 < 2)С+) 1 (<4 - <2)С 3

= кц 5чп " 5чП

В

Р управляющая усидитепем мощности 2 шагового двигателя 1.

Полученная система напряжений позволяет (после соответствующего усиления) дпобить шаг и плавно регулировать скорость щаговых двигателей постоянного и переменного тока. В качестве шагового двигателя переменного тока может быть использован двигатель с однофазной короткоэамкнутой якорной обмоткой, расположенной на роторе.

В этом случае усипитепь мощности 2 реализует на своих выходах систему токов

° (42 д.-и>,)4+7 (l2l<+ 2 t+Э

1,„- I „,сО6 s1A

Я . << Х

Sin

jb Yn 8

51п

Р создающую вращающийся пульсирующий поток возбуждения, взаимодействие которого с индуцированным им током в короткозамкнутой якорной обмотке создает электрома нитный момент, который (при пренебрежении рассеянием) может быть записан K&K — эчп 2 и

1 где Р число пар попюсоЬ индуктивности обмоток статора и

t ротора;

Я " - активное сопротивление обмотки ротора;

»»= 2 И. частота пульсирующего потока Х/ = — ( во."-бужЬения:

Ь.—— — угол нагрузки отклонение ротора от нуля кри вой синхронкзипуюшего момента.

1» 1 М P Ь Z 51п 2&

» г q g 2

Анализ полученных выражений показывает что при Ю = OU 2 реализуется режим фикЧ сации ротора, а при UU ф Ю2 - режим р мерного вращения в нужную сторону с частотой (Жя- /„) /8 р.

Потери мощности в меди двигателя зависят от угла нагрузки и составляют

p < y lg<< я (<-cos2

612378

БНИИПИ Заказ 3474/50 Тираж 892 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 B приводе с таким устройством дпя управпения шаговым двигатепем могут быть испопьзованы серийно выпускаемые машины: асинхронные двигатепи с фазным ротором, однофазные и дифференциальные сепьсины ит. п. формула изобретения

Устройство дпя управления Ьз - фазным шаговым двигатепем, содержащее основной распредепитепь импульсов с входами прямо го и обратного порядка коммутации канадов, связанный выходами со входами 2гп;канапь 15 ного усидите пя мощности, коммутирукхцего фазы двигатепя по командам, поступакщим на шины прямой и обратной входных частот, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью расширения функционапьных воэможностей 20 и повышения КПД, оно содержит допопннтельный распределитель импупьсов, аналогичный основному, и 2 + .групп эпементов

И и НЕ>епемент И в каждой из которых подкпючен выходом K соответствукхцему входу усилитепя мошности, одним входомK выходу основного распредепитепя импупь сов, а вторым через элемент HE - к аналогичному выходу допопнитепьного распре депитепя импульсов, причем шина прямой входной частоты соединена со входом прямого порядка коммутации основного раопредепитепя импупьсов, а шина обратной входной частоты - совходом обратного порядка коммутации дополнительного распредепитепя импульсов. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетепьство СССР

%472432, кп. Н 02 P 7/62, 1973.

2. Чипихнн М. Г.. и др. Совершенствование дискретного эпектропривода с шаговыми двигателями)- Сб. Труды Московского энергетического ин-та,,Автоматизированный эпектропрнвод промышпенных установок, М., 1975, вып. 223, с. 5-15.