Устройство для управления шаговымэлектродвигателем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

801217

J

i ..-ф (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 23.04.79 (21) 27 56466/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень ¹4

Дата опубликования описания 10.02.81 (51)M. Кл.

Н 02 P 8/00

fbeyaIIpc7eaIIIII IN квинтет

СССР

IIo делви нзабретеннй к Отхрытнн (5Ç) УД К 621.313.

° 58(088.8) (72) Авторы изобретения овиА. Й. Барков

В. К. Цаценкин, Ю. 3. Рожанский, М. B. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРС1ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электропрнводу и можетбыть использовано в системах автоматического управления с щаговыми двигателями, в частности в системах программного управления.

Известно устро й=тво для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, усилители мощности, коммутирующие фазы .двигателя, и преобразователи: код-аналог, связывающие выходы распределителя импульсов

l0 с регуляторами напряжения на фазах двигателя 1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ycI5 тройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее узел формирования командных сигналов, блок управления двигателем, реверсивный распределитель импульсов, связанный через преобразователи код- аналог со входами регуляторов напряжения на фазах двигателя, и датчик положения ротора двигатеЕ23

Недостатки известных устройств— низкая точность отработки шага и ограниченный диапазон рабочих частот, что связано с невозможностью одновременного использования дробления шага и обратной связи по положению.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона рабочих частот.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено синхронизатором и двумя схемами запрета, подключенными выходами ко входам распределителя импульсов, первыми входами — к выходу узла формирования командных сигналов, а вторыми входами — к выходам синхронизатора, два входа которого соединены с выходами прямого и обратного движения датчика положения, а два других— с выходами узла .формирования командных сигналов.

Такое выполнение .:устройства обеспечивает работу шагового электродвигателя в замкнутом режиме с электричес801217 кцм дроблением шага, что повышает точность, плавность движения и расширяет диапазон рабочих частот.

На чертеже приведена структурная схема устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю.

Устройство содержит узел 1 формирования командных сигналов, синхронизатор 2, схемы 3 и 4 запрета, ревер. снвный распределитель 5, импульсов, выходы которого подключены к блоку управления и шаговому двигателю 6, на валу которого через передаточный меха— ниэм 7 установлен импульсный датчик 8 положения со схемой 9 выделения направления движения, выходы которой подключены ко входам синхронизатора 2. Выходы реверсивного распределителя 5 связаны также со входами регуляторов 10 и 11 напряжения через преобразователи коданалог 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии по сигналу узла

1 формирования команд схемы 3 и 4 запрета не пропускают импульсы or схемы

9 выделения направления движения на входы реверсивного распределителя 5 импульсов. При этом распределитель 5 импульсов через блок управления 6. устанавливает некоторую комбинацию включенных фаз шагового электродвигателя, а преобразователи код-аналог 12 и 13 выра батывают на входах регуляторов 10 и 11 напряжения уставки, величина которых . определяется состоянием распределителя

5. Регуляторы напряжения устанавливают на вкл!оченных фазах двигателя постоянные напряжения (токи) и ротор фиксируется в положении, .определяемом комбинацией включенных фаэ и величинами напряжений (токов) на этих фазах. Такое состояние устройства не изменяется при снятии сигнала запрета со схем 3 и 4

or узла l, поскольку ротор шагового двигателя неподвижен и импульсы от датчика

8 не поступают. Выходы схемы 9 выделения направления движения соединены таким озразом, чтобы при перемещении ротора под действием внешних причин в ту EDIH иную сторону импу!!ьсы от дQTчика 8 вызывали такое же пространственное пермещение результирующего магнитного поля статора, обусловленное изменением состояния распределителя 5 импульсов. При этом электромагнитный момент двигателя будет равен нулю.

Для . создания электромагнитного момента и приведения ротора в движение, 4О

50 ными частотами командных импульсов и импульсов обратной связи.

Формируя на входах узла 1 команд необходимые команды и последовательности импульсов, можно обеспечить работу цагового электродвигателя в любом из предлагаемых режимов, получая при этом (в зависимости от назначения системы) слежение, позиционирование и программирование движения.

Предлагаемое устройство при составляющем числе регуляторов напряжения и каналов коммутации блока управления: может быть использовано для управления например вперед, снимают сигнал запрета, поступающий от узла 1 формирования команд на схемы 3 и 4, и подают через синхронизатор 2 и схему 3 запрета на вход 4 распределителя 5 некоторое количество импульсов; число которых не превышает половины числа тактов коммутации распределителя 5. При этом вектор магнитного поля статора смещается в положение, вызывающее движение ротора вперед. Импульсы от датчика 8 положения через синхронизатор 2 и схему 3 запрета поступают на вход .(распределителя 5, обеспечивая перемещение вектора магнитного поля статора синхронно с движением ротора и поддерживая внесенное рассогласование. Момент, развиваемый двигателем, пропорционален этому рассогласованию (числу импульсов, поданных на вход распределителя от узла формирования команд) и работа устройства в этом режиме эквивалента режиму двигателя постоянного тока. Изменяя число поданных на вход 6 распределителя 5 командных импульсов, т.е. изменяя величину рассогласования, обеспечивают разгон двигателя с заданным динамичес. ким моментом, в том числе с моментом, близким к максимальному.

Для уменьшения электрического момента шагового двигателя в предлагаемом режиме (движение вперед) необходимо уменьшить величину рассогласования, что достигается подачей командных импульсов на вход g реверсивного распределителя 5. Если. число импульсов равно числу импульсов, поданных первоначально на вход 8, то рассогласование равно нулю и момент двигателя также равен нулю. Подача на вход и большего числа импульсов вызывает изменение знака электромагнитного момента, что соответствует .реверсу электродвигателя. Синхронизатор 2 служит для разделения во времени следующих с раэлич801217

ВНИИПИ Заказ 104S3/Tá Тираж 741 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шаговым электродвигателем с любым числом фаз.

Введение передаточного механизма 7, например редуктора, позволяет согласовать дискретность датчика и шагового двигателяэ что расширяет функциональные воэможности устройства. формула изобретения

Устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее узел формирования командных сигналов, блок управления двигателем, реверсивный распределитель импульсов, связанный через преобразователи код-аналог со входами регуляторов напряжения на фазах двигателя, и датчик положения ротора двигателя,отл ичающеес ятем, что, с целью повышения точности и раслирение диапазона рабочих частот, снабкено синхронизатором и двумя схемами запрета, подключенными выходами ко входам распределителя импульсов, первыми — к выходу узла формирования командных сигналов, а вторыми входами.— к выходам синхронизатора, два входа которого соединены с выходами прямого и обратного движения, датчика полоtO жения, а два других — с выходами узла формирования командных сигналов.

Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

>s % 47489Э, кл. Н 02 P 7/62, 1973.

2. Луценко В. Е., Рубцов В. П. Электропривод с шаговыми двигателями. Итоги науки и техники, серия "Электропривод и автоматизация промышленных устащ новок.. М., 1978, т. 6, 66-67 (прототип).