Многоканальный усилитель мощности для управления шаговым двигателем

 

л;е 3

<> о, ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»782116

1 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву ¹ 551 788 (22) Заявлено 04.12.78(21) 2691087/24-07 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень №43 (51 ) М. Кл.

Н 02 P 7/62

Н 02 P 8/00

Гееудвретееииый кемнтет

4D Аепам нэебретеннй и открытий (53) УДК621.313, . 1 3. 133.3-525 (088.8 ) Дата опубликования описа ния 26. 1 1,80 (72) Авторы . изобретения

Q. И. Брейман и 3. А. Руженпева (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может, быть использовано в системах автоматического управления с ша« говыми двигателями.

Известен по основному авт. св. № 551 788 многоканальный усилитель мсхпности для управления шаговым двигателем, каждый канал которого содержит пеночку из последовательно соединенных обмотки ynpaanesas двигателя, основного ключевого элемента и датчика тока, подто ключенную к источйику питания высоко го напряжения через вспомогательный ключевой элемент, а к источнику низкого напряжения - через разделительный диод. т5

Кроме того, многоканальный усилитель мощности содержит функпиональный блок, подключенный своим входом к выходу элемента ИЛИ, соединенного своими входами со входами распределители импульс ее (1).

Недостатком известного устройства управления шаговым двигателем являеэ ся низкая плавность движения ротора ша2 гового двигателя при высокой степени форсировки тока в обмотке в области средних и низких частот управляющих импульсов, что снижает надежность механических узлов привода и ухудшает качество движения рабочего органа привода. Снижение степени форсирования тока в обмотке шагового двигателя для повышения плавности движения ротора двигателя в области низких частот управляющих импульсов приводит в устройстве к ухудшению динамических характеристик шагового двигателя.

Цель -изобретения - уменьшение колебаний скорости шагового двигателя.

Поставленная пель достигается тем, что в каждый канал основного многоканального усилителя мощности дополнительно введен генератор пилообразного напряжения, компаратор и блок выбора максимального тэигнала, соединенный первым своим входом с выходом генератора пилообразного напряжения, подключенного входом ко входу основного ключевого эле7821 16

15

20 йеййп . т 1 т ж.3 мента, вторым входом - с выходом датчика Жка; а ":й1йхво™д " с одним входам = КОМеП»а»рве теОрма, С»Вфяэаиежиьож друГНМ СВОИМ ВХОдОМ" С ВЫХбдОМ фуйКПйопжай»ЬтйОе"ГО бПОКа, а выходом — со входом- вспомогатейьного ключевого элемента.

Построенное таким образом устройство обеспечивает регупйрЖание степени . форсирбвания нараСтанисяь"жи спада тока в обмОтКЬХ шагового" д»вигатйепи в зависи""" "" мости от текущего- зпйачения частоты спедо™вайян"управВЙ1 рщих мпупьсаз, что в свою очередь приводит к бопве плавноМУ ИЗМЕйвЕййЮ" тОК»ОВ В ОбМОтхаС ШаГСВОГΠ— " МЙГа т ЕЙЯен еейЕДОВатЕЛЬьйО, 6Oiiee ППВВНОму движению его ротора в обйасти низ

КИХ ЧаСтОт IIPa - СОХжРайЕФШ"Де МНаМИЧЕСКИХ

= характеристик шагового двигателя.

На чжер ежме йредссте аевпена блок- сехема УСтРОйСУЮа=УПРЪВЛ6frneЯ ШаГОВйМ йй атВ n»

Устройсьтьвжое упсравмпейия шагсовым двига" телем Сопержит распрепепитепь 1 ыппуиь— cee ; ðåeóeÿòîð 2 иапрйжейпи,"фу»ипппонаи»и - ный блок 3, погический" эпемвнт ИЛИ 4 и "ИДЕНТИЧНЫЕ КаспйаПтЫь УПРаВПЕНИс Я, namaste йз скбтОфь х содержйт КМочеевой ;фйемсвнт

5, датчик 6 тока, генератор 7 пилообраз- ного напряжения, блок 8 выбора макси" "" "мального сигнала, компаратор 9, бпок

l О формирования си»нала йо задним фронтам выкодных импупь компаратора (триггер); раздепителйые диоды 1е 1 и

12, всйомогатмеьпьный кроче 13 и обмотку

"шагового двигатепя 14.

= Уссптройствсро работает спвдующим обраБ йсВЩГОЯ сбсЖЯИ бсйовной кпючв» вой Епемеит S езта еиержытттт. На выпОПе ееератора" 7 пипообравййтв найрижеиий присутствует максймапежьййя сйгнап, который через блок 8 выбора максимапьного сиг йапа, ВОЗдЕЙСтЬуя На ВХбдс КтОМПаратОра 9, =удеЩВ Фг ere в Hciogsoai состоянии. При этом йа входе бпока 10 формирования, сйт йййа Iio задним фройтам вйходййх им ПУЛЬСОВ " КОМснпаеРжатОРа. ПРИСе йУтСжУЕт OHI»

=-"= =-. Пай, соответствующий открытому вспаиогатвйьнбйу "кпюйевому элементу ХЗ. Но

" тан КаК ОеСйОВНОйь КйЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ 5 Закрыт, то ток через обмеотку- шагового двигателя 14 не проходит ° При появлении на выходе рас»йредел теля 1 иМпупьсав

cIrrIrапа вкпюченйя открывается основной элемент 5. Натйржяжжжейжйес йеа йыходе генера . тора 7 пипообразйого йапряжт ения стано-,".вйтся рааиым иуп»ю и па вмпоае помпере. тора 9 форжйр»уаийсй "йарййййй фронт iee. йуПмЬСа, йаж КОтОрЫй бЛОК i 0 QOpuapOSSHira

4 сигнала по- задним фронтам выходных им! пульсов компаратора не реагирует. Вследсжие этого вспомогательный ключевой элемент 13 о»тается включенным, к обмотне шагового двигателя 14 прикладываечса повышенное напряжение и ток в ней начинает форсированно нарастать. С нарастанием тока начинает пропорционапь но нарастать напряжение на датчике 6, которое через блок 8 выбора максимапьного сигнала поступает на вход компаратора 9. Когда это напряжение достигает по величине напряжения на выходе функпионального блока 3, которое зависит от текущего значения входной частоты, на — вйходе комйаратора 9 формируется узадйий фройт импульсов. При этом вспсмогательный кпючевой элемент 13 выкпючается и обмотка шагового двигателя 14 чврез разделительный диод l l подкпючаез ся к выходу регулятора напряжения 2.

При этом, если частота управпяЪщих им» пульсов невелика, ток в обмотке шагового двигатепя. продолжает плавно нарас25 тать под действием относитепьно низкого. выходного напряжения регулятора напряж»ентия 2 до номинапьного значения.

При появлении на выходе распределиЗ0 тепя 1 импульсов сигнала выключения заскрывае гся основной ключевой элемент

5. Напряжения на выходе датчика 6 стапсвится равным нулю, и на выходе компаратора 9 формируется передний фронт импупьса. При этом вспомогательный кпючевой элемент 13 остается закрытым, обмотка шагового двигатепя 14 через раздепйтвпьные диоды 1,1 и 12 вкмпюе "чается на встречное напряжение и ток в ней начинает форйсировсанно спада1ь.

В то же время-напряжение на выходе гейератора 7 пилообразного напряжения начинает нарастать. Параметры этого генератора выбираются такими, чтобы ско45 pocTb нарастания HsIIp$AKSHHH прибпизитепь- но была равна скорости форсированного спада тока в обмотке шагового двигателя.

Когда напряжение на выходе генератора

7, поступающее через бпок 8 выбора мак50 симальнОГО сигнапа на BKoll KOMIIspaTops

9 становится равным .выходному напряжению функпйопапьного блока 3, на выходе -компара тора "9 формируется задний фр1жт . импульса. При этом вспомогатель55 ньИ,(че ой эпемент 13 открывается и ток в обмотке шагового двигатепя 14 начинает плавно спадать со скоростью, опрвпепявмой постоянной speMeHH Обмотки шагового двигателя 14.

Составитель 3 Горняк

Терхед, N.Метко Корректор Ю. Макаренко

Редактор T. Кугрышева

Тираж 783 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8164/71

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4

5 7S2 i

Таким образами, степень форсирования йарастаниа и снадениа тока в обмотках шагового двигателя зависит от текущего значения частоты управляющих имцупьссю что повышает плавность движения ротора шагового двигатепа при сохраненни его динамических характерис гик.

Формула изобретения

Многоканапьный усилитель мапности дпа управления шаговым двигателем по авт, св. М 551788> о т и и ч а ю щ и йс а тем, что, с пелью уменьшения копебаний скорости marosoro двигатепа, в каждый канал допопнительно введен гене16 ратор пилообразного напряжения, компаратор и блок выбора максимального сигна« ла, соединенный первым своим входсм с выходом генератора пилообразного напряжения, подкпюченного входсм ко входу основного ключевого элемента, вторым входом - с выходом датчика тока, а выходам - с одним входом компаратора, связанного драим своим входом с выхоltoM функпионапьного блока, а выходомсо входом вспомогатеньного ключевого эпемента.

Источники ийформ&пииэ принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР.

l4 SSl788e an. К 02 P 7/62, 1975.