Устройство для управления шаговым электродвигателем Советский патент 1990 года по МПК H02P8/14 

Фиг. 7

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в многокоординатном дискретном электроприводе.

Цель изобретения - повышение быстродействия и экономичности привода и уменьшение погрешности воспроизведения заданного движения.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - угловые характеристики шагового электропривода при регулировании амплитуды вектора момента (силы).

Устройство содержит последовательно соединенные цифровой сумматор 1, цифро- аналоговый преобразователь 2, усилитель 3 мощности, соединенный с фазами шагового двигателя 4, акселерометр 5, функциональный генератор 6 пробного сигнала, подключенный к входу аналого-цифрового преобразователя 7, избирательный усилитель 8, вход которого подключен к выходу акселерометра, перемножитель 9, подсоединенный своими входами к выходам функционального генератора пробного сигнала и избирательного усилителя, и интегратор 10, вход которого соединен с выходом перемножи- теля, а выход - с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

При отработке программного задания 11, поступающего через цифровой сумматор 1 на цифроаналоговый преобразователь 2, управляющий через усилитель 3 мощности шаговым двигателем 4, на якоре (роторе) которого установлен акселерометр 5, функциональным генератором 6 пробного сигнала че- рез аналого-цифровой преобразователь 7 осуществляется девиация программного .задания 11 с частотой, существенно превышающей частоту собственных колебаний привода. Сигнал ускорения с акселерометра 5 поступает через цепь обратной связи, образованную избирательным усилителем 8, выделяющим сигнал на частоте функционального генератора пробного сигнала перемножителем 9, осуществляющим перемножение сигналов с выходов избирательного усили- теля и функционального генератора пробного сигнала и интегратором 10, на вход (перемножающий) опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 2.

При этом обеспечивается регулирование амплитуды вектора момента (силы) двига- теля и постоянство динамической ошибки

|Y-0| -|.

Принцип формирования сигнала обратной связи в канале регулирования ампли- туды вектора момента (силы) поясняется фиг. 2. Девиация программного задани55 Ду вызывает девиацию момента (силы) двигателя, а следовательно, и ускорения Ле При

а)IY-В| колебания Ду и Де син- фазны;

б)17-0l j имеют фазовый сдвиг,

равный ;

в) колебания AY и Ае про- тивофазны.

Результат перемножения сигналов - Ду и Де, подаваемый на вход интегратора, представляет в случаях а) отрицательный сигнал; б) знакопеременный сигнал; в) положительный сигнал. При этом выходной сигнал интегратора, осуществляющий регулирование амплитуды вектора момента (силы):

а) уменьщается, снижая момент (силу) двигателя и увеличивая динамическую ошибку;

в) сохраняет среднее значение неизменным, поддерживая неизменным момент (силу) двигателя и динамическую ошибку;

в) увеличивается, повышая момент (силу) двигателя и уменьшая динамическую ошибку.

Экспериментальное исследование электропривода на базе плоского шагового электродвигателя ХУ,-ШД-3, управляемого предлагаемым устройством, показало, что улучшается динамическое движение, при этом максимальная скорость движения повышается в 1,3/1,4 раза, достигая 0,78 мс (при величине полюсного деления двигателя 0,48 мм и постоянной времени цепи фазы 0,4 мс). Кроме того, в 1,2-1,3 раза снижается мощность, потребляемая электродвигателем.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой сумматор, цифро- аналоговый преобразователь, усилитель мощности, соединенный с фазами шагового двигателя, и акселерометр, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, экономичности и уменьшения погрешности воспроизведения заданного движения, введены интегратор, перемножитель, избирательный усилитель и функциональный генератор пробного сигнала, подключенный к входу аналого-цифрового преобразователя, вход избирательного усилителя подключен к выходу акселерометра, перемножитель подсоединен своими входами к выходам , функционального генератора пробного сигнала и избирательного усилителя, вход интегратора соединен с выходом перемножителя, а выход - с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразо- .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборостроении, робототехнических системах, гибких автоматизированных производствах. Целью изобретения является повышение быстродействия и экономичности привода, уменьшение погрешности воспроизведения заданного движения. Устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 7, цифровой сумматор 1, цифроаналоговый преобразователь 2, усилитель 3 мощности, соединенный с фазами шагового двигателя 4, акселерометр 5, функциональный генератор 6 пробного сигнала, избирательный усилитель 8, перемножитель 9. Устройство обеспечивает работу с максимально возможным углом коммутации. 2 ил.

Фиг. 2