Устройство для управления шаговым электродвигателем

 

О П И C А Н И Е ()866685

Й ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советекик

Сециаяистичеенин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) П,ополннтельиое к авт. свид-ву— (22}Заявлено 26.12.79 (21) 2859425!24-07 (51}M. l(jt. с присоединением заявки М(23) Приоритет

Н 02 P 8/00

1Ъвудврстеанньй кшннтет

СССР

60 делам извбрвтеннй н открытнй

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35 (53} УДК 621. 313. .13.133.3-525 (088.8) Дата опубликования описания 25.09.81

" ..«» « .": ««« ЛЬ.

4 ЙИФВЯОВ. Г. Бадин, Л. 3, Таткин и В. С. Харито ф (Яффа $4ô «„..«

1 В .: :-:",- :.-.«. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро- технике н может быть использовано для унравлення шаговым электродвигателем в системах автоматического управления дискретного действия, Известно устройство для управления шаговым электродвигателем, со" держащее источники питания постоянного тока высокого и низкого напряжения, многоканальный усилитель мощ . 10 ности, ключевой элемент, переключающий напряжение на обмотках двигателя с высокого на низкий уровень, и датчик тока в обмотках двигателя(,1).

Недостатком указанного-устройстт5 ва является наличие датчика тока-резистора, уменьшающего КПД.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее многоканальный усилитель мощности, разделительный диод, связывающий общую шину усилителя мощности с источником низкого напряжения, общий транзисторный ктвоч, .подключенный коллектором к шине усилителя мощности, а эми твром - к шине источника высокого напряжения, цепь разряда, включающую в себя диоды, подключенные к выходам усилителя„ и временной эле" мент, управляющий транзисторным ключам Г2 °

Недостатком ) известного устройства является йониженный КИД, обусловленный рассеиванием энергии при отклю ченни обмотки и потреблением эиергий временным элементом.

Цель изобретения - повышение ИЩ устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве временно@ элемент снабжен диодом, конденсатором, резистором и транзистором, база которого подключена к общей шине усилителя .мощности через конденсатор и резистор, коллектор соединен с базой транзисторного ключа, а эмиттер—

66685

Формула изобретения с общей точкой соединения диодов разрядной цепи и диода временноГо элемента, связанного с общей точкой источников питания.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства применительно к четырехфазному двигателю1 на фиг.2 — временные диаграммы, .иллюстрирующие его работу, Устройство содержит обмотки 1" 4 шагового электродвигателя, включен-, ные между общей точкой источников напряжения — низкого Е и высокого

Ъ и коллекторами. транзисторных ключей 5-8 низкого напряжения, К общим точкам обмоток 1-4 и коллекторов ключей 5-3 подсоединены входы 9-12 элемента ИЛИ, образованного диодами, с выходом которого соединен катод дополнительного диода 13 и эмиттер дополнительного транзисторного клрзча

14, обратного по типу проводимости . остальйым транзисторам. Эмиттеры транзисторов 5-8 соединены с коллектором транзисторного ключа 15 высокого напряжения, управляющий вход которого соединен с коллектором дополнительного транзистора 14 а между коллектором транзистора 15 и базой дополнительного транзисторного ключа 14 подключены последовательно конденсатор 16 и токоограничивающий резистор 17. Эмиттер транзистора 15 соединен с клеммой источника высокого напряжения Еф, эмиттеры транзисторов

5-8 через разделительный диод 18 соединены с клеммой источника низкого напряжения Е, а анод дополнительного диода 13 соединен с общей точкой источников питания. Управляющие входы транзисторов 5-8 соединены с клем" мами источника управляющего напряжения U+.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии. управляющее напряжение 0>< (фиг, 2) подано, напри" мер, на управляющий вход транзисторного ключа 5, и обмотка 1 двигателя подсоединена через ключ 5 и разделительный диод-18 к источнику низкого напряжения Е. Остальные транзистор-, ные ключи 6-8 заперты. Затем управляющее напряжение 0@ подается на управляющий вход ключа 6 и он отпирается. Одновременно прекращается подача. напряжения U>< к управляющему входу ключа 5, который запирается и на обмотке 1 возникает выброс

4 напряжения, показанный на эпюре 19.

Этот импульс через вход 9 элемента

ИЛИ проходит на эмиттер дополнительного транзисторного ключа 14 и затем на управляющий вход транзисторного ключа 15, отпирая их . Таким образом, обмотка 2 через открытые транзисторы

6 и 15 подключается в источнику высокого напряжения ЕФ. Разделительный диод 18 в это время заперт. Отпирание транзистора 15 обеспечивается также и через дополнительный диод 13, токоограничивающий резистор 17 и конденсатор 16, что увеличивает время открытого состояния транзистора 14, которое равно постоянной времени

RC-цепочки, образованной конденсатором 16 и токогграничивающим резистором 17 ° По истечении этого времени запирается дополнгтельный ключ 14, а следовательно, и ключ 15, отключая обмотку 2 от источника высокого напряжения Еф. До конца годачи напряжения 08 обмотка 2 остается подклю6 ченной через ключ 6 и диод 18 к источнику низкого напряжения Е {энюра 20).

Аналогично происходит работа схемы при подключении управляющего напряжения О у,на вход ключа 7 (эпюры 21) и управляющего напряжения Б я на вход ключа 8 (эпюры 22). На эпюре

23 показаны импульсы напряжения, прошедшие через элемент ИЛИ.

Так как ключи 14 и 15 совместно с конденсатором 16 образуют ждущий мультивибратор, изменение постоянной времени RC позволяет регулировать длительность подключения обмоток к более высокому напряжению, т.е. уменьшить отставание между током в обмотке и напряжением на ней, а при желании и увеличить ток до желаемого значения. На фиг.2 (эпюра

24) показан ток в обмотке 1 пунктиром показан ток в обмотке без форсирования).

Таким образом, изобретение позФ воляет использовать для управления ключом, изменяющим напряжение на обмотках двигателя, энергию отключаемой обмотки, что повышает КПД устройства в целом.

Устройство для,управления шаговым электродвигателем, содержащее многоканальный усилитель мощности, раз5 866685 6 делительный диод, связывающий общую конденсатор и резистор, коллектор шину усилителя мощности с источни- соединен с базой транзисторного клюком низкого напряжения, общий тран- ча, а эмиттер — с общей точкой соеэисторный ключ, подключенный коллек- динения диодов разрядной цепи и диотором к шине усилителя мощности, да временного элемента, связанного а эмиттером — к шине источника вы- с общей точкой источников питания. сокого напряжения, цепь разряда, включающую в себя диоды., подключен- Источннки ин4ормацнн, ные к выходам усилителя, и времен- принятые во внимание при экспертизе ной элемент, управляющий транзистор- o ). Патент США )) 3757193, кл.3)8ным ключом, о т л и ч а ю щ е е с я 138, ) 973. тем, что, с целью повышения КПД, 2. Луценко В.Е, и Рубцов В.П. временной элемент снабжен диодом, Электронривод с шаговыми двигателями. конденсатором, резистором и транзис- Итоги науки и техники. Электропривод тором, база которого подключена .к и автоматизация промышленных уетанообщей шине усилителя мощности через вок", т.б, с.56-58; 1978 (прототип).

8Г>6685

Составитель 3. Горнии

Редактор Н. Данкулич Техред А.Савка . Корректор С.

Заказ 8094/77 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП Патент ° r, Ужгород, ул, Проектная, 4