Устройство для управления волновым шаговым двигателем Советский патент 1985 года по МПК H02P8/12 

С5 Ot) Ю СП

СО

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению волновыми шаговыми двигателями, и может быть использовано, например, в дискретных системах автоматического управления.

Цель изобретения - увеличение нагру304HJbft способности двигателя и КПД.

Ма фиг. I приведена функциональная схема предлагаемого устройства применительно к четырехфазному двигателю; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит источник

1постоянного тока, подключенный к фазам

2двигателя через основные ключевые элементы 3 (например, транзисторы). Фазы 2 двигателя соединены с конденсатором 4 разрядной цепи через разделительные диоды 5, включенные встречно по отношению к источнику 1 питания. Распределитель 6 импульсов, имеюший два входа В . (условно направление движения вперед) и Н (условно направление движения назад), на которые поступают поочередно нмпульсы управления f, подключен выходами ко входам основных ключевых элементов 3, а также к входам формирователей 7 длительности импульсов управления. Выходы формирователей 7 подключены к управляющим входам дополнительны ключевых элементов 8. Выходы дополнительных ключевых элементов 8 связывают точку соединения фазы двигателя 2 и основного ключевого элемента 3 с конденсатором 4 разрядной цепи.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления -f (фиг. 2) поступают на распределитель, импульсов 6, на выходе которого формируется последовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2 показаны сигналы Of и Uj, на двух выходах фаз распределителя импульсов).

При поступлении на вход ключевого элемента 3 импульса управления с распределителя 6 импульсов происходит замыкание ключевого элемента, что приводит к подключению фаз двигателя 2 к источнику t постоянного тока.

При размыкании ключевого элемента 3 энергия, запасенная в магнитном поле отключаемой фазы двигателя 2, через разделительный диод 5 поступает на конденсатор 4.. Ток в отключаемой фазе двигателя 2 форсированно уменьшается, тогда Kat напряжение на конденсаторе 4 растет. Умен:

шение тока в отключенной фазе до нул1 после отключения фазы двигателя 2 от ис точника питания 1 не приводит к полном) размагничиванию магнитопровода, так как сохраняется остаточный магнитный поток

вследствие явления гистерезиса, который препятствует перемещению ротора в новое фиксированное положение, уменьшая нагрузочную способность и КПД двигателя.

При отключении фазы 2 двигателя от источника 1 питания разрешающий сигнал

с формирователя 7 длительности импульсов .поступает на вход дополнительного ключевого элемента 8, который замыкает конденсатор 4 на фазу двигателя 2. Конденсатор разряжается через дополнительный ключевой элемент 8 на фазу2 двигателя в направлении, противоположном протеканию токаот источника 1 постоянного тока. Токи в даух фазах J, и двигателя поканы на ф«Г- 2..

Изменение направления тока в фазе

2 двигателя приводит к уменьшению остаточ ного магнитного потока в магнитопроводе двигателя до значений, близких к нулю, что уменьшает тормозящие силы, обусловленные остаточным магнитным потоком, препятствующие перемещению ротора в новое фиксированное положение, соответственно увеличивается нагрузочная способность и КПД шагового волнового двигателя.

С увеличением частоты управляющих импульсов напряжение на шунтирующем

конденсаторе возрастает, тогда к- фазе 2 двигателя прикладывается большее обратное напряжение, что приводит к форсированному уменьшению тока в отключенной фазе двигателя и к форсированному уменьшению остаточного магнитного потока в магнитопроводе двигателя. Длительность импульса формирователя 7 выбирается такой, чтобы обеспечить необходимую степень размагничивания магнитопровода двигателя.

Нагрузочная способность двигателя,

управляемого от рассматриваемой схемы возрастает в 1,2 раза.

Iqjf

1фг

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕ-, ЛЕМ, содержащее распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из ключевого элемента, подключенного последовательно с фазой двигателя к источнику питания посто. янного тока, и разрядную цепь, включающую в себя конденсатор, соединенный одной обкладкой с,общей точкой соединения фаз двигателя, а другой через разделительные диоды - с выводами фаз двигателя, связанными с ключевыми элементами, отличающееся тем, что, с целью увеличения наг грузочной способности двигателя и КПД, Bi каждый канал усилителя мощности введе-; ны дополнительный ключевой элемент ц формирователь длительности импульсов управления, подключенный входом к соот-: ветствующему выходу распределителя импульсов, а выходом - к управляющему входу дополнительного ключевого элемента, i связывающего вывод фазы двигателя, соединенный с основным ключевым элементом, (Л с обкладкой конденсатора разрядной цепи, к которой подключены разделительные диоды.