Устройство для управления @ -фазным шаговым двигателем с дроблением шага Советский патент 1988 года по МПК H02P8/22 

113

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть в прецизионном шаговом

использовано электроприводе.

Цель изобретения - повьпиение момента и коэффициента дробления.

Па фиг, 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - цикло

версивного счетчика 4, коэффициент К пересчета которого выбирается рав- HbiM требуемому )ициенту К дробления основного шага (У ос шагового двигателя. Двоичный код, вырабатываемый на прямых выходах разрядов счетчика 4 (например, 1р, и 2р, фиг. 2), кроме старшего разряда, преобразуется пре

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение момента и коэффициента дробления в f шага. Устройство для управления т-фазным шаговым двигателем с дроблением шага содержит стабилизаторы 1.1- 1.га тока по числу фаз m двигателя, преобразователь 2 код-аналог, источник 3 опорного напряжения, реверсивный счетчик 4 с дополнительным разрядом, распределитель 5 импульсов, m пар ключей 6.1-6.т, аналоговый вычи- татель 7, (т+1)-ю 8.1 и (т+2)-ю 8.2 пары ключей и дополнительный разряд в реверсивном счетчике. При использовании изобретения повышается плавность движения путем удвоения числа дробных положений ротора двигателя при том же числе уровней квантования токов в фазах. 3 ил. с S СЛ СО 1) САЭ (У1 (риг.1

грамма его работы при m 4; нафиг. образователен 2 код-аналог в ступенm

.

номограмма вектора момента при коэф11)ициеите дробления К 8.

Устройство содержит стабилизаторы 1.1-1.га тока, преобразователь 2 код- аналог, источник 3 опорного напряжения, реверсивный счетчик 4, подключенный прямыми выходами к входам преобразователя 2 код-аналог, ревер- сивньп распределитель 5 импульсов, подключенный входами к выходам заема

3и переноса П реверсивного счетчика 4, m пар ключей 6.1-6.т, выходы которых в каждой паре объединены и подгспючены к входам соответствующих стабилизаторов 1.1-1.т тока, а их управляющие входы подключены к соответствующим выходам реверсивного распределителя 5 импульсов, аналоговый

вычитатель 7, подключенный вторым входом к выходу преобразователя 2 код-аналог (т+1)-ю 8.1 и (т+2)-ю5.2 пары ключей, выходы которых попарно объед1И)ены между собой и подключены соответственно к сигнальным входам первых и вторых ключей всех га-пар ключей 6.1-6.т. Реверсивный счетчик

4содержит дополнительный старший разряд, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первых и вторых ключей (т+О-й 8.1 и (т+2)-й 8.2 пар ключей. Первый вход аналогового вычитателя 7 объединен с сигнальными входами второго ключа (т+1)-й пары 8.1 и первого ключа (т+2)-й пары 8.2 ключей и подключен к источнику 3 опор ног о напряжения .Сигнальный вход первого ключа (т+О-й пары ключей 8.1 подключен к выходу преобразователя

2 код-аналог, а сигнальный вход второго ключа (ш+2)-й пары ключей 8.2 - к выходу аналогового вычитателя 7.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления с частотой f поступают от внешнего генератора (не показан) на один из входов В (условное движение Вперед) или Н (условное движение Назад) двоичного ре15

20

25

30

35

40

J5

50

55

чато нарастающее напряжение L (фиг.2). Аналоговый вычитатель 7 преобразует это напряжение в ступенчато убывающее и (т.е. формирует разность напряжений и).

Коды, вырабатываемые на прямом и инверсном выходах старшего разряда счетчика 4 (например, 3р. фиг. 2), обеспечивают соответствующее переключение ключей 8.1 и 8.2 и коммутацию выходных напряжений U преобразователя 2 код-аналог и U аналогового вычитателя 7 (т.е. производят соответствующую передачу напряжений И и , к входам ключей 6. 1-6.т).

Реверсивный распределитель 5 им- пульсоп переключается от выходных сигналов Заем или Перенос в зависимости от направления движения счетчика 4 и своиьш выходными сигналами U;, - Uj обеспечивает коммутацию ключей 6.1-6.mи поочередное подключение преобразователя 2 код-аналог и аналогового вычитателя 7 к соответст- вующим стабилизаторам 1.1-1.га тока. При этом в фазах двигателя формируются ступенчато изменяющиеся токи 1ф,- 1(.,„(фиг. 2). При этом число

fуровней квантования (модуляции) то- KOD в каждой фазе получается равным К/2. Благодаря такому характеру изменения токов в фазах обеспечивается прямоугольное распределение результирующего момента на валу двигателя в каждом квадранте номограммы (фиг.3).

Изменение направления движения двигателя обеспечивается сменой подачи тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 4. Число тактов реверсивного распределителя 5 импульсов выбирается равным числу фаз га шагового двигателя.

Стабилизаторы 1.1-1.т обеспечивают заданные токи в обмотках двигателя (в соответствии с формируемым циклограммами напряжением на выходах преобразователи 2 и вычитателя 7) независимо от изменений напряжения пита5

0

5

0

5

0

5

0

5

чато нарастающее напряжение L (фиг.2). Аналоговый вычитатель 7 преобразует это напряжение в ступенчато убывающее и (т.е. формирует разность напряжений и).

Коды, вырабатываемые на прямом и инверсном выходах старшего разряда счетчика 4 (например, 3р. фиг. 2), обеспечивают соответствующее переключение ключей 8.1 и 8.2 и коммутацию выходных напряжений U преобразователя 2 код-аналог и U аналогового вычитателя 7 (т.е. производят соответствующую передачу напряжений И и , к входам ключей 6. 1-6.т).

Реверсивный распределитель 5 им- пульсоп переключается от выходных сигналов Заем или Перенос в зависимости от направления движения счетчика 4 и своиьш выходными сигналами U;, - Uj обеспечивает коммутацию ключей 6.1-6.mи поочередное подключение преобразователя 2 код-аналог и аналогового вычитателя 7 к соответст- вующим стабилизаторам 1.1-1.га тока. При этом в фазах двигателя формируются ступенчато изменяющиеся токи 1ф,- 1(.,„(фиг. 2). При этом число

fуровней квантования (модуляции) то- KOD в каждой фазе получается равным К/2. Благодаря такому характеру изменения токов в фазах обеспечивается прямоугольное распределение результирующего момента на валу двигателя в каждом квадранте номограммы (фиг.3).

Изменение направления движения двигателя обеспечивается сменой подачи тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 4. Число тактов реверсивного распределителя 5 импульсов выбирается равным числу фаз га шагового двигателя.

Стабилизаторы 1.1-1.т обеспечивают заданные токи в обмотках двигателя (в соответствии с формируемым циклограммами напряжением на выходах преобразователи 2 и вычитателя 7) независимо от изменений напряжения питания и сопротивления фаз шагового дви гстеля.

При использовании изобретения по- вьшается плавность движения путем уд воения числа дробных положений ротора при том же числе уровней квантования токов в фазах.

Формула изобретения

Устройство для управления т-фазны

шаговым двигателем с дроблением шага содержащее стабилизаторы тока по числу фаз двигателя, преобразователь код - аналог, источник опорного на- пряжения, реверсивный счетчик, подключенный прямыми выходами к входам преобразователя код - аналог, реверсивный распределитель импульсов, подключенный к выходам заема и пере носа счетчика, га пар ключей, выходы которых в каждой паре объединены и подключены к входам соответствующих стабилизаторов тока, а их управляющие входы подключены к смежным выхо- дам реверсивного распределителя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения момента и коэффициента дробления, введены аналоговый вычитатель, (т+1) и (т+2) пары ключей, выход (т+1)-и пары ключей соединен с сиг нальными входами первых ключей, выход (т+2)-й пары с сигнальными входами вторых ключей каждой из m пар, управляющие входы первых ключей (т+1)-и и (т+2)-й пары подключены к прямому, а управляющие входы вторых ключей тех же пар - к инверсному выходам дополнительного старшего разряда реверсивного счетчика, сигнальный вход первого ключа (т+1)-и пары соединен с вторым входам аналогового вычитателя и выходом преобразователя код - аналог, сигнальные входы второго ключа (ш+1)-й пары и первого ключа (т+2)-й пары соединены с источником опорного напряжения и первым входом аналогового вычитателя, выход которого соединен с сигнальным входом второго ключа (т+2)-й пары.

Jtp030