Дискретный электропривод со стабилизацией скорости

 

пп658693

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ав". свид-ву— (22) Заявлено 04.11.76 (21) 2419341/24-07 с присоединением заявки Яв— (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 6.09. т9 (51) М. Кл

Н 02 Р 7/6Q

Государственный комитет

СССР оо делам иэаоретений и открытий (53) УДК 621.313.

13 133 3 525 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Федукин и В. И. Лемкин (71) Заявитель

Московский институт электронной техники (54) ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОЛ

СО СТАЬИЛИЗАЦИЕИ" СКОРОСТИ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в системах автоматического управления приводом с щаговыми двигателями.

Известен дискретный электропривод со стабилизацией скорости шагового двигателя, содержащий усилители мощности, коммутирующие фазы двигателя, потенциальный датчик положения, генератор импульсов и элемент сравнения (1).

Известное устройство обеспечивает высокую степень стабилизации скорости, но требует сложного измерительного узла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дискретный электропривод со стабилизацией скорости шагового двигателя, содержащий обеспечивающие поочередную коммутацию фаз двигателя усилители мощности, каждый из которых подключен своим входом к выходу элемента ИЛИ, соединенного одним входом с соответствующим выходом потенциального датчика положения, и элемент сравнения частот, подключеннь,й одним входом к датчику положения, а вторым— к выходу генератора импульсов (2) .

Недостатком известного устройства чвляется сложность схемы, низкая эксплуатационная надежность устройства, обусловленная использованием ждущих мультивибраторов. имеющих низкую помехоустойчивость и склонность к самовозбуждению, невысокая степень стабилизации скорости двигателя. Устройство позволяет изменять угол коммутации фаз двигателя лишь скачкообразно с дискретностью, соответствующей величине единичного шага двигателя.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый дискретный электропривод содержит распределитель импульсов, две группы элементов И с числом элементов в каждой группе, равным числу фаз двигателя, и дифференцирующий элемент, связывающий выход элемента сравнения с первыми входами элементов И одной группы, подключенных вторыми входами к выходам элементов ИЛИ, а выходами — к установочным входам распределителя импульсов, выходы которого связаны с первыми входами элементов И другой группы, соединенных Вторыми входа658693

Формула изобретения ми с выходом элемента сравнения, а выходами — с другими входами элементов ИЛИ.

Такое выполнение дискретного привода со стабилизацией скорости позволяет сущес1венно упростить схему, благодаря использованию в качестве элемента сравнения и

5 регулирования скорости шагового двигателя распределителя импульсов.

На фиг. представлена блок-схема предлагаемого устройства, применительно к четырехфазному двигателю; на фиг. 2 показаны эпюры кривых синхронизирующего мо- su мента двигателя и временные диаграммы (разных напряжений применительно к четырехфазному шаговому двигателю.

Предлагаемый электропривод смонтирован следующим образом. Шаговый двигатель 1 с потенциальным датчиком положения 2 на валу соединен с выходами фазных усилителей мощности 3, 4, 5 и 6, входы которых связаны с выходами элементов

ИЛИ 7, 8, 9 и 10. Первые входы каждого элемента ИЛИ соединены с одноименными 2ф выходами потенциального датчика положения 2, а вторые входы — с выходами элементов И 11, 12, 13 и 14, первые входы которых связаны с выходами распределителя импульсов 15, а вторые входы — с выходом элемента сравнения 16, который первым входом связан с выходом генератора импульсов управляемой частоты 17, а вторым входом — с выходом датчика положения 2. Установочные входы распределителя

15 соединены с выходами элементов И 18, 19, 20 и 21, первые входы которых связаны с выходами соответствующих элементов

ИЛИ 7, 8, 9 и 10, а вторые входы — с выходом дифференцирующего элемента 22, соединенного входом с выходом элемента сравнения частот 16. Тактовый вход распределителя импульсов 15 связан с выходом генератора импульсов управляемой частоты 17.

Привод работает следующим образом.

Шаговый двигатель I с потенциальным датчиком положения 2 на валу, соединенный с выходами фазных усилителей мощности 3, 4, 5, 6, входы которых через первые входы схем ИЛИ 7, 8, 9, 10 соединены с выходами датчика положения 2, работает в режиме бесколлекторной машины постоянного тока с поочередной коммутацией фаз. В процессе разгона двигателя его скорость возрастает, что ведет к увеличению частоты импульсов, поступающих с выхода датчика положения 2 на первый вход схемы сравнения частот 16.

По достижении предварительно установленной частоты импульсов, поступающих с генератора импульсов 17 на второй вход элемента сравнения частот 16, с его выхода поступает сигнал на первые входы элементов

И 11, 12, 13 и 14, который разрешает прохождение сигналов с выходов распределителя импульсов 15 на вторые входы элементов ИЛИ 7, 8, 9 и 10 и через дифференци4 рующий элемент 22 поступает на первые входы элементов И 18, 19, 20 и 21, обеспечивая начальную установку распределителя импульсов 15 в состояние, соответствующее номеру возбужденной в данный момент фазы двигателя 1. Частота переключения распределителя импульсов 15, управляемого от генератора импульсов 17, задает темп переключения фаз двигателя 1.

Работа привода поясняется характеристиками синхронизирующего момента М шагового двигателя соответственно для I, II, III u IV-ой его фаз, совмещенными с временными диаграммами напряжений на выходе генератора импульсов управляемой частоты Г, выходе потенциального датчика положения Дl, Д2, ДЗ, Д4, выходах распределителя импульсов Рl, Р2, РЗ, Р4 и суммарными напряжениями Х 1, Ъ2,T З,Е 4 на выходах элементов ИЛИ 7, 8, 9 и 10 (фиг. 2).

Заштрихованные площади кривых синхронизирующего момента соответствуют энергии, сообщаемой двигателю в каждом цикле коммутации. Двойная штриховка соответствует одновременному возбуждению двух фаз двигателя. Заштрихованная площадь выше оси абсцисс соответствует энергии разгона двигателя, ниже оси абсцисс — энергии торможения. Эпюры приведены для случая уменьшения (фиг. 2, а) и увеличения (фиг. 2, б) скорости двигателя относительно установленной частоты импульсов.

Из приведенных на фиг. 2, а временных характеристик следует, что при уменьшении скорости двигателя относительно заданной генератором частоты обеспечивается непрерывное и плавное опережение угла коммутации фаз двигателя, в результате чего, как видно из графика моментных кривых, увеличивается количество энергии, получаемой двигателем. В случае же увеличения скорости двигателя относительно частоты, задаваемой генератором, угол коммутации непрерывно и плавно смещается в сторону отставания, обеспечивая, как видно из графика фиг. 2, б, увеличение тормозных моментов, обеспечивающих притормаживание двигателя.

Таким образом, обеспечивается стабилизация скорости двигателя около значения, задаваемого частотой генератора импульсов управляемой частоты. Изменением частоты генератора можно управлять скоростью двигателя, достигаемой в за мкнутом режиме.

Дискретный электропривод со стабилизацией скорости шагового двигателя, содержащий обеспечивающие поочередную коммутацию фаз двигателя усилители мощности, каждый из которых подключен своим входом к выходу элемента ИЛИ, соединенного одним входом с соответствующим вы658693

I Z Ы 1К 7 д/

Z1 Puz. t дг

Д3

Состав ител ь 3. Горн як

Техред О. Луговая Корректор И.Муска

Тираж 856 Подписное

Редактор Д. Зубов

Заказ 2072/51

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходом потенциального датчика положения и элемент сравнения частот, подключенный одним входом к датчику положения, а вторым — к входу генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит распределитель импульсов, две группы элементов И с числом элементов в каждой группе, равным числу фаз двигателя, и дифференцирующий элемент, связывающий выход элемента сравнения с первыми входами элементов И одной группы, подключенных вторыми входами к выходам 10 элементов ИЛИ, а выходами — к устаноВочным входам распределителя импульсов, выходы которого связаны с первыми входами элементов И другой группы, соединенных вторыми входами с выходом элемента сравнения, а выходами — с другими входами элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 502470, кл. Н 02 P 7/60, 1974.

2. Патент ФРГ № 2164685, кл. Н 02 К 29/02, 1976.