Шаговый электропривод Советский патент 1989 года по МПК H02P8/22 

4 со

СП

м

01

Фил1

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано при разработке многорежимного и шагового электропривода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регулирования -величины шага.

На фиг.1 показана схема электри- jg ческого привода; на фиг.2 - зависимости напряжений от времени в различных точках предлагаемого электропривода.

Шаговый электропривод содержит 5 источники постоянного напряжения 1 и импульсов 2, блок 3 расширения импульсов, блок 4 запрета с выводами 5 и 6, а также электродвигатель с двумя несоосными обмотками 7 и 8 20 и гистерезисным ротором 9.

Выход источника 1. постоянного напряжения соединен с первым входом блока 4 запрета, выход источника 2 импульсов соединен с входом блока 3 25 расширения импульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока 4 запрета, а первая обмотка 7 первого электродвигателя подключена к выходу блока 4 запрета.30

Привод содержит также регистр 10, ключи 11-13, которые имеют выходные выводы 14-19, а также дополнительные электр одвигатели, первый дополнительный электродвигатель выполнен с несо-35 осными обмотками 20 и 21 и гистерезисным ротором 22, а второй дополнительный электродвигатель имеет несоосные обмотки 23 и 24 на статоре и гисте- резисный ротор 25,40

Валы роторов 9, 22 и 25 всех электродвигателей соединены механически. Угол между осями двух обмоток в каждом из электродвигателей не. равен .с углам между осями соответствующих обмоток в остальных электродвигателях. Первая обмотка первого электродвигателя подключена к выходу блока 4 запрета через последовательно соединенные первые обмотки 20 и 23 дополнительных электр.одвигателей. Выход источника 2 импульсов соединен с управляющими входами ключей 11-13, разрядные выходы регистра 10 соединены с входами соответствующих ключей 11- 13, выходы которых соединены с вторыми обмотками 8, 21 и 24 соответствующих электродвигателей.

50

55

0

5 0

с

0

5

В исходном положении блок 4 запрета открыт. Сигнал постоянного тока проходит от источника 1 через блок 4 на обмотки 7, 20 и 23 электродвигателей.

Электропривод работает следующим образом.

Для совершения шага заданной величины на регистр 10 подают и записывают кодовую комбинацию. После задания кодовой комбинации на регистре источник 2 импульсов вьщает на свой выход импульс напряжения U. (фиг.2) с длительностью ,, где Г. , - время начала импульса, t время окончания импульс а.

Импульс напряжения U является командой на совершение шага. Импульс от источника 2, поступая на вход блока 3 расширения импульсов, вызывает формирование на выходе блока 3 импульса напряжения и с большей длительностью tj-t (где t - время начала импульса, t J- время окончания импульса на выходе блока 3) . Р1мпульс напряжения U, попадая на запрещающий вход блока 4 запрета, приводит к появлению на выходе блока 4 и в обмотках 7, 20 и 23 соответствующей по длительности паузы напряжения 1)3. В то же время импульс напряжения U, отпирает ключи 11-13 и включает те из обмоток 8, .21 и 24, которые соответствуют единицам в кодовой комбинации. Так, Например, если на регистре 10 записана кодовая комбинация 101, то, соответственно, на выходах ключей 11 и 13 и в обмотках. 8 и 24 появляются положительные импульсы.

Импульсы токов, действуя в соответствующих из обмоток 8, 21 и 24, вызывают перемагничивания соответствующих роторов 9, 22 и 25 по осям указанных обмоток, т.е. ротор 9 намагничивается по оси обмотки 8, ротор 22 - по оси обмотки 21, а ротор 25 - не перемагничивается. Поскольку в каждом из электродвигателей соответствующий ротор перемагничи- вает одна обмотка, а обмотки 7, 20 и 23 при перемагничивании обесточены, то направления намагничиваний роторов не зависят от нестабиль- ностей токов и параметров цепей обмоток.

После перемагничивании роторов в указанных направлениях и когда импульсы токов в обмотках 8, 21 и 24

заканчиваются, на обмотки 7, 20 и 23 после паузы опять начинает поступать ток I.. Вследствие несовпадения направлений намагничиваний роторов с осями обмоток 8, 20 и 23 в электродвигателях возникают вращающие моменты. Иод действием-суммарного момента BCfi система соединенных роторов поворачивается на определенный угол и в дальнейшем фиксируется с помощью тока I в последовательно соединенных обмотках 7, 20 и 23. Величина угла поворота или шага общего вала .определяется соотношением направлений намагниченностей роторов и, следовательно, зависит от кодовой комбинации регистра. 10. Меняя кодовы комбинации в регистре 10, можно соответственно изменять величину шага.

Подавая от источника 2 последовательность импульсов-команд на совершение шагов, можно получать множество шагов с определенной величиной.

Указанная отработка кода возможна когда ключи 11-13 и регистр 10 выполняются и на две полярности сигнала (т.е. сигнал 1 имеет положительную полярность, а сигнал О соответствует отрицательной полярности). В этом случае при задании, например, .комбинации 101 в регистре 10 и при подаче от источника 2 импульс-сигна- .ла на перемагничивание на выходах ключей 11 и 13 (ив обмотках 8 и 24) имеются положительные импульсы, а на выходе ключа 12 (и в обмотке 21) - отрицательный импульс перемагничи- вания. От этого, соответственно, ротор 9 намагничивается в положительном направлении оси обмотки 8, ротор

22 - в отрицательном направлении оси обмотки 21, а ротор 25 - в положительном направлении обмотки 24. Угол поворота системы соединенных роторов определяется заданным кодом регистра 10. Таким образом, предлагаемый электропривод может применяться как в однополярном варианте применения, так и в двухполярном.

Ф о р мула изобретения Шаговый электропривод, содержащий гистерезисный двигатель с расположенными на статоре несоосными обмотками движения и перемагничивания и блок управления, включающий источник импульсов, источник постоянного тока, элемент расширения импульсов и элемент запрета, вход которого соединен с источником постоянного тока, выход подключен к обмотке движения, управляющий вход через элемент расширения импульсов соединен с источником импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования величины шага, дополнительно введены гистерезисные двигатели, аналогичные -указанному, регистр, ключи по числу двигателей, при этом обмотки движения всех двигателей соединены последовательно, выходы регистра подключены к входам ключей, выходы которых соединены с обмотками перемагничивания, оси которых смещены относительно осей обмоток движения на неравные углы, роторы двигателей жестко соединены между собой, а управляющие входы ключей соединены с источником импульсов.

Изобретение относится к электротехнике, к многорежимному шаговому электроприводу. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регулирования величины шага. Поставленная цель достигается введением в электропривод регистра 10, ключей 11-13 и дополнительных электродвигателей с несоосными обмотками 20 и 21 на статоре и гистерезисным ротором 22 и с несоосными обмотками 23 и 24 и гистерезисным ротором 25 соответственно. Величина угла поворота или шага общего вала определяется соотношением направлений намагниченности роторов 9, 22 и 25, зависящем от кодовой комбинации регистра 10, меняя ее, можно соответственно изменять величину шага. Подавая от источника 2 последовательность импульсов команд на совершение шагов с определенной величиной. 2 ил.

Редактор М.Бланар

Фuв.t

Составитель В.Алфимов Техред М.Ходанич

, Заказ 4285/35

Тираж 550

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Н.Гунько

Подписное