Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигателя Советский патент 1990 года по МПК H02P8/00 G01R31/34 

1

(21)4416268/24-07

(22)03.05,88

(46) 07.02.90. Бюл. {Р 5

(71)Московский энергетический институт

(72)Б.А.Ивоботенко, П.В.Цыганков, А.И.Хитров, А.В.Павлов и Г. 10.Ионов

(53)621.313.525(088.8)

(56)Дискретный электропривод с шаговыми двигателями/ Под ред. М.Г.Чили- кина, М.: Энергия, 1971, с. 563.

Авторское свидетельство СССР № 1467728, кл. Н 02 Р 8/00, 18.05.87.

(54)УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И КАЛИБРОВКИ ЛИНЕЙНОГО ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

(57)Изобретение относится к электротехнике и. может быть использовано при автоматизированных испытаниях серий шаговых двигателей для определения соответствия паспортных и реальных данных при управлении ходом эксперимента от ЭВМ. Целью изобретения является повышение точности и автоматизация испытаний и калибровки. Установка содержит приводной двигатель 1, управляемый инвертор 21 для питания обмоток шагового двигателя I, датчик 16 перемещения якоря, блок 4 фиксации якоря и измерения силы, вычислитель 17, входы которого соединены с датчиком 16 перемещения якоря и обмотками исследуемого двигателя 1, выходы - с входом управляемого инвертора 21 и входом блока 4 фиксации якоря и измерения силы. Магнитный фиксатор 5 обеспечивает при фиксации установку якоря испытуемого двигателя 1 в заданное положение, затем проводится при заланных токах в обмотках измерение синхронизирующего усилия. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

М

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при автоматизированных испытаниях серий шаговых двигателей для определения соответствия паспортных и реальных данных при управлении ходом эксперимента от ЭВМ. Целью изобретения является повышение точности и автоматизации испытаний и калибровки. Установка содержит приводной двигатель 1, управляемый инвертор 21 для питания обмоток шагового двигателя 1, датчик 16 перемещения якоря, блок 4 фиксации якоря и измерения силы, вычислитель 17, входы которого соединены с датчиком 16 перемещения якоря и обмотками исследуемого двигателя 1, выходы - с входом управляемого инвертора 21 и входом блока 4 фиксации якоря и измерения силы. Магнитный фиксатор 5 обеспечивает при фиксации установку якоря испытуемого двигателя 1 в заданное положение, затем проводится при заданных токах в обмотках измерение синхронизирующего усилия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

$

з

со

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами, и может быть использовано при испытаниях серий планарных и линейных шаговых двигателей (ШД) в автоматизированном режиме при управлении ходом эксперимента от)1 ЭВМ.

Цель изобретения - повышение точ- нфсти и автоматизации испытаний и каЛ1; брОВКИ.

На.чертеже показана структурная схема установки.

Якори исследуемого двигателя 1 и тфиводного двигателя 2 расположены н общем индукторе 3 и соединены между собой через блок 4 фиксации якоря и измерения силы, содержащий магнит- н|ый фиксатор 5 с пневматическим рас- ценителем, выполненный в виде жесткого соединения якоря приводного двигателя 2 с аналогичным якорем б. Оба якоря соединены с воздушной магистралью 7 через блок пневмореле 8 по це- пям 9 и 10 соответственно. Индуктор 1 фиксатора 5 жестко соединен через Упругий элемент 12 с известной характеристикой жесткости, плоскую пружину 13 и схват 14 с якорем йсследуе- мого двигателя 1. На якоре исследуемого ШД 1 установлен подвижный элемент 15 датчика 16 перемещения якоря, рыход которого соединен с первым вхо-г Дом вычислителя (ВЧ) 17 по цепи 18, Второй вход ВЧ 17 по цепи 19 соеди- |нен с обмотками ШД 1 . Первый выход ВЧ 17 по цепи 20 соединен с входом управляемого инвертора 21, выходы которого по цепи 22 и 23 соответствен- но соединены с обмотками исследуемого 1 и приводного 2 ШД. Второй выход ВЧ 17 по цепи 24 соединен с входом блока пневмореле 8.

i

Установка работает следующим образом.

Возможность линейного перемещения индуктора 11 обеспечивается созданием аэростатической опооы при подаче давления из воздушной магистрали 7 по цепи 10 при включении блока пневмореле 3. В этом случае якорь ШД 1 освобожден от фиксации.

Фиксация якоря исследуемого ШД

осуществляется отключением поначи , давления с воздушной магистрат 7 по пет- 9 и 10 на якорь приводного 2 и дополнительного линейного ШД 1,

Q

5

Q

5

Плоские пружины 13, соединенные через упругий элемент 12 и магнитный фиксатор 5 с якорем приводного двигателя 2 и схват 14 с якорем исследуемого ШД 1, позволяют обеспечивать параллельность зубцов якоря ШД 1 и приводного двигателя 2 при возбуждении их токами от управляемого инвертора 21, Замена якоря исследуемого двигателя 1 при испытаниях серий ШД не требует изменения остальных узлов установки, а осуществляется путем отсоединения якоря ШД 1 от схвата 14. В качестве датчика перемещения якоря в установке может быть использован лазерный интерферометр, а в качестве вычислителя 17 - микроЭВМ и аппаратура управления экспериментом и сопряжения с объектом и датчиками сигналов.

Работу установки в автоматизированном режиме испытаний рассматривают на примере процедуры калибровки шагового двигателя, которая заключается в измерении зависимости фазных токов исследуемого ШД от предписанного положения якоря и требуемой жесткости (отклонения синхронизирующей силы к смещению якоря).

Калибровку осуществляют следующим образом.

По сигналу 34 17Э поступающему по цепи 24, лопается сигнал на блок пневмореле 8 для подсоединения якорей к воздушной магистрали 7. Подача давления по цепи 9 и 10 соответственно обеспечивает создание аэростатической опоры для обоих якорей. При этом якорь исследуемого ШД 1 освобождается от фиксации. Затем по цепи 20 ВЧ 17 задает требуемые установки токов инвертору 21, который по цепи 22 формирует заданные токи в обмотках исследуемого двигателя 1, якорь ШД 1 устанавливается в заданное положение X, которое контролируется датчиком 16 перемещения якоря по цепи 18. После установки якоря в требуемое положение X ВЧ 17 по цепи 24 подает команду на отсоединение якоря 6 от воздушной магистрали 7 по цепи 10, что приводит к магнитной фиксации якоря 6 и -индуктора 11 и механическому соединению якоря приводного двигателя 2 с якорем исследуемого ШД 1 через блок 4, Затем ВЧ 17 по цепи 20 задает уставки токов инвертору 21, который по цепи 23

5J541753

в обмотках приводного двицоб во ги аэ дв ин

гателя 2 токи, соответствующие калиброванному значению силы приводного двигателя:

ii

).

npue

. I

- f(i,,.. ,i

J;X

i j - токи в обмотках приводного двигателя; j - количество фаз двигателя ,

Фиксируя отклонение якоря исследуемого ШД 1 Дх по датчику 16 перемещения якоря по цепи 18 под действием известной активной силы приводного двигателя 2 ВЧ 17 вычисляет жесткость кривой статической синхронизирующей силы, используя соотношение

К(ц ,... ,1У|„) - Ьм illAi.-Ш)

где K(i ,,... ,ij ,x) расчетная жесткость; 3-л.«.

- токи в обмотках исследуемого ШД

Если жесткость К (I,,... ,i.--x) отличается от требуемой, 34 17 корректирует токи в обмотках исследуемого двигателя изменением уставок задания инвертору 21 по цепи 20 до достижения требуемой. В результате калибровки в памяти ВЧ 17 формируются зависимости i j(X), полученные с учетом требуемой жесткости. Эти зависимости затем могут быть использованы для программирования постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) для схем микропроцессорного управления шаговым приводом.

На установке могут быть реализованы и другие способы калибровки ШД, в частности способ калибровки, заклю чающийся в определении потокосцепле- ний обмоток двигателя в функции то- ков в обмотке и положения якоря, определении величины магнитной коэнер гии, вычислении значений жесткости и подачи в обмотки исследуемого ЩЦ токов, соответствующих заданной жесткости, с последующим контролем положения якоря и корректировкой его положения в случае наличия ошибки, превышающей требуемую.

Установка может быть использована для косвенного измерения статической Синхронизирующей силы. Алгоритм автоматизированных испытаний в этом случае следующий.

По сигналу ВЧ 17, поступающему по цепи 24 на вход блока пневмореле 8, обеспечивается соединение якоря приводного двигателя 2 с воздушной магистралью 7 по цепи 9, После создания аэростатической опоры для приводного двигателя 2 ВЧ 17 по цепи 20 задает инвертору 21 коды уставок токов, иэQ меняющиеся по синусно-косинусным зависимостям с низкой частотой, соответствующей заданной скорости V приводного двигателя 2, Скорость движения V не должна превышать скорости,

5 допустимой по условиям эксплуатации датчика 16 перемещения якоря. Регистрируются значения ЭДС фазных обмоток при движении якоря по цепи 19 и положения якоря ЩЦ 1 по цепи 18, в память ВЧ 17 заносятся зависимости ЭДС фазных обмоток Ј (t), по которым, используя соотношения

5

0

5

д

Е/0

чх)

dt

J

dVЈ dx dx dt

. Vdx

j TT- т

5 -. кЗГ

KII

определяют кривую статической син- 0 хронизирующей силы,

Наиболее, эффективна установка при испытаниях серий шаговых двигателей с аэростатическими опорами, так как якоря -исследуемого, приводного ЩЦ и фиксатора могут быть одинаковыми по своему исполнению, что приводит к унификации узлов экспериментальной установки.

Установка может быть использована при изготовлении и испытаниях серий ЩЦ с применением автоматизированных систем научных исследований с целью повышения точности измерений и интенсификации исследований партий ШД.

Формула изобретения

дд

1, Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигате50 ля, содержащая приводной двигатель, управляемый инвертор, соединенный выходами с обмотками шагового двигателя, датчик перемещения якоря испытуемого двигателя, блок фиксации его

55 якоря и измерения силы, вычислитель, входы которого соединены с датчиком перемещения якоря и обмотками шагово- го двигателя, а выходы - с входом управляемого инвертора и входом блока фиксации якоря и измерения силы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации испытаний и калибровки,, в блок фиксации якоря и измерения силы ввепен включающий якорь и индуктор, машитный фиксатор с пневматическим расцепителем, соединенным с вочдуш- ной магистралью через блок пневмо- реле, вход которого соединен с выходом вычислителя, индуктор приводного двигателя, выполненного линейным шаговым, объединен с индуктором испыРедактор М.Бланар

Составитель В.Алфимов Техред Л.Сердюкова

Заказ 288

Тираж 450

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

туемого двигателя, индуктор магнитного фиксатора соединен с якорем испытуемого двигателя через плоскую пружину и упругий элемент, жесткость которого предварительно определена,

i

Корректор С.Шекмар

Подписное