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

tf,

СО СО

со to

19 с преобразователем угол-код 20, выходной код которого сравнивается на сумматоре 21 с кодом реверсивного счетчика„ Сумматор через цифроанало- говый преобразователь 22 и корректирующее звено 23 связан с регулятором напряжения 24, изменяющим опорное на1403332

пряжпние на UHifipoann. ioroPF.i: : прр.оОра- зователях 6-9 фазных гделин Тем саьмм регулируются амплитуды токов в фазах в функции рассогласования результирующей поля статора и положения ротора, что повышает точность и устойчивость , 1 ил о

1

Изобретение относится к управлени электрическими машинами и может быть использовано и следующих системах, Цель изобретения - повышение точ- 1 кости, устойчовости синхронного движ кия, повышение КПД

чертеже представлена функцио- :нальная схема предлагаемого устройст : р.а управления четырехфазным шаговым двигателем,,

Устройство содержит реверсивный счетчик 1 ,, к выходам которого подключены Формирователи кривой тока в ;каждой фазе, состоящие из последова- :тельио включенных программируемых за- |поминающих устройств 2-5, цифроанало- Говык преобразователей 6-9, регулято- IpoB 10-13 тока, которые соединяют об- :мотки шагового двигателя 14-17, с источником питания На валу ротора двигателя 18 установлен через редуктор датчик 19 положения ротора с преобразователем 20 угол - код. Выходы цифрового преобразователя угла соединены с вычитающими входами сумматора 21, на суммирующий вход которого подается код с выхода реверсивного счетчика 1 о Выход сумматора 21 через до- полнительньй цифроаналоговый преобразователь 22 соединен с входом функционального блока 23, которьй выполняет функцию пропорционально-дифференцирующего регулятора аналогового типа. Выход функционального блока 23 Соединен с входом регулятора 24 напряжения, установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей 6-9 фазных цепей„

Устройство работает следующим образом

В зависимости от требуемого направления вращения управляю1цие им0

5

0

5

0

5

0

пульсы частоты f поступают либо на вход сложения, либо на вход вычитания реверсивного счетчика 1« Для уменьшения дискретности перемещен1;й результирующей ВДС поля статора и для управления с постоянным моментом вращения нрограммиру отся требуемые кривые фазных токов. Это обесг1ечивается введением гфограммируемьк запоминающих устройств 2-5 в цепь каждой ф азы, формируюнщх по сигналам реверсивного счетчика требуемый закон изменения тока в цифровом виде. Линейные цифро- аналоговые преобразователи 6-9 вырабатывают аналоговый сигнал для регуляторов тока, работаю1цих в активном режиме с обратной связью по току„

Таким образом обеспечивается плавное перемещение результирующей поля статора. Ротор шагового двигателя будет отрабатывать эти перемещения с ошибкой, которая значительно возрастает в переходных режимах, в области резонансных режимов, при воздействии на привод возмзпдений. Для коррекции этих ошибок в динамических режимах вводится дополнительный контур управления

Вводимый контур дополнительной коррекции движения ротора или контур электронного демпфирования работает следующим образом о Информап,ия об угловом положении ротора, полученная на датчике 19 положения ротора 19 и преобразователе 20 в цифровом виде сравнивается на сумматоре 21 с кодом, поступающим на другой вход сумматора с выхода реверсивного счетчика, который задает положение результирующей МДС поля статора Таким образом разность сравниваемых кодов соответствует разности в угловом положении

14

ротора н результирующей МДС поля ста- то ряо Полученная в цифровом виде ошибка пропускается через цифроана- логовый преобразователь 22, после ко- торого в аналоговом виде поступает на корректирующее звено пропорционально-дифференциального вида (функциональный блок 23)о С выхода этого блока корректирующий сигнал подается на вход регулятора 24 напряжения, установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей фазных цепей;, В зависимости от величины корректирующего сигнала ре- гулируется опорное напряжение всех фазных цифроаналоговьпс преобразователей 6-9, что соответствует регулированию амплитуды токов в каждой фазе, а, следовательно и величины вращающего момента. Такое регулирование эквивалентно управлению по ошибке и производной от ошибки, что Создает демпфирующее воздействие на привод,

Такое выполнение устройства обеспечивает демпфирование колебаний ротора во всем диапазоне частот управет точность и устойчивость работы привода.

Кроме того, введение контура демпфирования обеспечивает автоматическое уменьшение амплитуды тока в фазах на низких скоростях, когда ошибка мала. Это обеспечивает значительное снижение энергопотребления привода

, 15 0 5

0

5

при низких частотах управления, при сохранении преимуществ управления с дроблением шага

Моделирование на ЦВМ предлагаемой структуры показало, что управление на малых скоростях (,5%) с электронным демпфированием позволяет снизить амплитуду тока в 5-6 раз при повышении точности с одновременным умень- щением колебательности в 3 раза

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее источник питания, последовательно соединенные регуляторы тока фаз, цифроаналоговые преобразователи, программируемые запоминающие устройства и реверсивный счетчик, соединенный выходом с входами программируемых запоминающих устройств, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устойчивости синхронного движения, повышения КПД, введены датчик положения ротора, преобразователь угол - код, последовательно соединенные сумматор, дополнительный цифроаналоговый преобразователь, функциональный блок и регулятор напряжения, подключенный к входам оцорного напряжения цифроаналоговых преобразователей, причем датчик положения ротора через преобразователь угол-код соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого подключен выход реверсивного счетчика.