Датчик обратной связи для устройства управления шаговыми электродвигателями

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Соцмалмстмческмк республик (1943648 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17.08.79 (2l ) 2813878/18-24 (51) M. Кл. с присоединением заявки М

G05 В 21/01

3Ъсударственный квинтет

СССР ав денем нзебретеннй . н втнрытнй (23)Приоритет (53) УД К62-50 (088. 8) Опубликовано 15.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (72) Авторы изобретения

Л. Б. Коц, В.. Е. Анисимов, В. В. Чу ев (7I ) Заявитель (54),ДАТЧИК ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА

УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МИ

Недостатком данного датчика является низкая точность, так как он фиксирует только работоспособность схемы управ ления током обмоток двигателя, а не.физический поворот вала ротора. При неподвижно зажатом роторе двигателя, если

I обеспечена правильная ко... мутация фаз двигателя, то датчик будет выдавать го импульсы отработки шагов, так как будто ротор двигателя вращается и на контрольном выходе датчика не поступает сигнал отказ.

Недостатком данного датчика является невысокая точность вследствие косвенного метода получения информации о повороте вала шагового электродвигателя.

Бель изобретения — повышение точности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик введены реверсивный счетчик и последовательно соединенные имиИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах управления шаговыми электродвигателями.

Известен датчик обратной связи для

i устройства управления шаговыми двигателями, содержащий распределитель импульсов, входы которого подключены со-. ответственно к обмоткам управления шагового двигателя, элементы И, ИЛИ и тригге эы (1 ) Наиболее близким к изобретению по техническому решению является датчик обратной связи для устройства управления щаговыми электродвигателями, содержащий распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствуKxIIHM обмоткам шагового электродвигате ля и через формирователи импульсов— к входам элемента ИЛИ, и первые датчики тока, входы которых соединены с соотиетству юшими фазными обмотками шагового электродвигателя, а выходы— м- Ю с первым входом компаратора 12 /.

3 94364 татор обмотки шагового электродвигате» мя и второй датчик тока, выход которого подключен к второму входу компаратора, причем выкод элемента ИЛИ соединен с входом имитатора обмотки шагового

Жцежтродвигателя, а выход комцараторас первым входом реверсивного счетчика импульсов, второй вход которого подклю- чен к входу распределителя импульсов.

Такое выполнение датчика позволяет щ получить на выходе компарвторв импульсы, соответствующие физическому повороту вала двигателя, а чи«ло импульсов, сосчитанное реверсивным счетчиком, показывает количество шагов,. пропущенных двигателем, т.е. количество сбоев привода.

На фиг. 1 представлена функциональная схема цатчика обратной связи для устройства управления щаговыми электроцвигателя-Э5 ми3 на фиг. 2 — временные дйвгрвммы токов и напряжений схемы датчика, по, яснякацие его работу.

Датчик содержит обмотки шагового электродвигателя 1, распределитель 2 д импульсов, первые датчики 3 тока, формирователи 4 импульсов, элемент ИЛИ 5, имитатор 6 обмотки шагового электродвигателя, второй датчик 7 тока, компаратор 8 и реверснвный счетчик 9.

Датчик работает следукщим образом.

В начальный момент включается фаза

1@ двигателя. С приходом очередного импульса на вход распределителя 2 фаза

Щ).отключается и включается фаза 2Д.

Одновременно формирователь 4 фазы ыр, Реагирующий на изменение входного напряжения с нуля на единицу, вырабвтыввимпульс длительностью Ф,о поступающий через элемент ИЛИ 5, на вход имита-40 тора 6.

Одновременно протекает ток во второй фазе двигателя и в имитаторе обмотки

6. При этом, если происходит перемещение ротора двигателя, то во второй фазе нв45 ходится ЭДС е препятствукщая изменению магнитного потока системы статорРотор двигателя. Уравнение, описывающее нарастание тока во второй фазе имеет вид

8 ф а — активное схаротивление обмотки второй фазы; индуктивность обмотки второй фазы двигателяа

Имитатор обмотки в простейшем случае может представлять собой индуктивность ,4 с активным сопротивлением 1ц и поэтому процесс нарастания тока в нем описывается уравнением

0= a„a„+4„ " Р) где g мгновенное значение тока на выходе имитатора 6.

Пусть Q, «й, d.Ll=-о(g и индуктивности обмоток двигателя и имитатора звпитываются от одного источника напряжением.

Тогда разность токов Зц- 3 ф будет пропорциональна ЭДС е .

Компарвтор 8 осуществляет выделение напряжения, пропорционального разности токов 3у-З ф и, в случае поворота вала двигателя, т.е. появления ЭДС во включающейся обмотке двигателя, вырабатывает импульс, поступвкхций нв вход обратного счета реверсивного счетчике 9 (фиг. 2). Нв вход прямого входа счетчиas поступают входные импульсы распределителя. Следовательно, счетчик 9 показывает разность между количеством, поданных импульсов нв вход распределителя и количеством сделанных двигателем шагов, В этом случае, если при нарастании тока в обмотке не произойдет поворота ввлв двигателя, то уравнение (1) сведется к уравнению (2) .

При этом ЭДС Ю =О и 3 „= 3,4, следовательно, на выходе компарвторв 8 не появляется импульс, соответствующий повороту вала двигатели и содержимое реверсивного счетчика увеличивается нв единицу.

Предложенный датчик позволяет получить сигналы, соответствующие физическому повороту Bans двигателя, в информация, записанная в счетчике — число пропусков шагов двигателем, что увеличивает точность шагового привода и дает определенный технико-экономический аффект.

0 д К Ь +, (/)

l3 i3

2 ф где ц — напряжение источнижа питания, подключенного к обмотке;

3 ф - мгновенное значение тока во второй фазе двигателя;

Формула изобретения

Датчик обратной связи для устройства управления щаговыми электродвигателя55 ми, содержащий распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствукецим обмоткам шагового электрцдвигателя и через формирователи им5 943648 6 пУльсов - к входам элемента ИЛИ, и имитатора обмотки шагового электродвипервме датчики тока, входы которых гателн, а выход компаратора - с персоединены с соответствукыими фазными вым входом реверсивного счетчика, вто обмотками шагового электродвигателя, рой вход которого подклкиен к входу а выходы» с первым входом компарато- З распределителя.импульсов. ра, отличающийся тем, что, с цельк» повышения точности, в него вве- Источники информ щии, . дены реверснвный счетчик и последова- принятые во внимание при эжпертиээ тельно соединенные имитатор обмотки 1. Авторское свидетельство СССР, шагового электродвигателя и второй 10 No 408279, кл. GO5 В 21/02,. 1972, датчи» тока, выход которого подключен 2. Авторское свидетельство СССР к второму входу компаратора, причем % 562800, кл. G05 В 21/02, 1975 высод элемента ИЛИ соединен с входом (прототип).

943648

Составитель Г. Нефедова

Редактор Н. Воловик Техред М.Рейвес Корректор В. Синипкая

Заказ 5105/52 Тираж 914 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4