Шаговый электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P8/32 H02P8/04 H02P8/24 

сл

С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и точности путем формирования на каждом шаге стартового и тормозного моментов и демпфирования колебаний. Электропривод содержит демпфирующую муфту 9, аналоговые сумматоры 6 по числу фаз, выходы которых соеди- нены с соответствующими входами усилителей 7 мощности, а первые и вторые входы - соответственно с выходами первого и второго запоминающих устройств 4 и 5, входы которых соединены с выходами счетчика 2, информационные входы которого соединены с шиной управления, входы направления счета - с выходом триггера 3 направления, вход которого связан с шиной управления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и точности отработки шага путем формирования на каждом шаге стартового и тормозного моментов и демпфирования колебаний.

На фиг. 1 показана функциональная схема электропривода; на фиг. 2 изображен поперечный разрез демпфирующей муфты; на фиг. 3 представлены временные диаграммы работы привода.

Генератор 1 импульсов подключен к тактовому входу счетчика 2. Триггер 3 выходом подключен к дополнительным адресным входам запоминающих устройств (ЗУ) 4 и 5, остальные адресные входы которых соединены с выходами счетчика 2, а выходы - с входами сумматоров 6, к выходам которых подключены входы усилителей 7 мощности,

выходами соединенных с фазами шагового двигателя (ШД) 8, вал которого через демпфирующую муфту 9 соединен с нагрузкой.)

Демпфирующая муфта 9 выполнена из двух цилиндрических элементов 10 и 11, содержащих радиальные выборки, механическая связь между которыми выполнена упруго-вязкими элементами 12, размещенными в выборках. Цилиндрический элемент 10 жестко связан с ротором ШД 8, а цилиндрический элемент 11 - с нагрузкой.

Электропривод работает следующим образом. При включении питания на управляющий вход генератора 1 подается сигнал, запрещающий его работу. С шины управления в счетчик 2 загружается начальный код, а триггер 3 устанавливается в состояние О, если направление вращения - по часовой стрелке, и в состояние 1й, если направление обратное. Выходной сигнал триггера 3

О

ю о

-А

о

4

поступает в ЗУ 4 и ЗУ 5, задавая массив данных, который выбирается из ЗУ 4 и ЗУ 5 после включения генератора 1, изменяющего состояние счетчика 2, так как для движения в различных направлениях необходимо выбирать различные массивы данных. По выходным сигналам ЗУ 4 и ЗУ 5 аналогичные сумматоры 6 формируют трехуровневые (разнополярные) сигналы, которые после усиления мощности поступают на обмотки ШД 8, Ротор ШД 8 через демпфирующую муфту 9 передает вращающий момент на нагрузку. На фиг, 3 приведен пример временной диаграммы управляющих сигналов, подаваемых на обмотки четырехфазно- го двигателя (первая и третья фазные обмотки включены встречно-параллельно, как вторая и четвертая). Переход ротора ШД 8 из положения 1 в положение П осуществляется в два этапа: сначала (фронт А) включается максимальный стартовый момент, разгоняющий из статического положения 1, далее возбуждается (фронт Б) набор фаз ШД 8, соответствующий положению П. Момент сил, соответствующий положению ГГ, тормозит ротор, причем в процессе разгона и торможения всякое колебательное движение нагрузки относительно ротора ШД 8 вызывает эффективное поглощение энергии колебаний в демпфирующей муфте 9 за счет трения и вязких деформаций упругих элементов 12.

Преимущество электропривода по сравнению с прототипом состоит в том, что при удвоенной точности (и при любом порядке дробления шага) переключения положений ротора ШД за счет увеличения стартового момента и наличия тормозного момента с демпфированием колебаний значительно повышается частота приемистости (для четырехфазного двигателя ДШИ-200 вместо 800 Гц становится 2 кГц), При этом увеличивается также частота переключений положений ротора ШД в режиме перемещения в заданном направлении. Для

- 0

I-

5

-9

-I л

--Эн

указанных режимов работы ШД частота переключения фаз, т.е. частота вибровозбуждения становится равной 4-6 кГц, что существенно выше собственной резонансной частоты ротора ДШИ-200, связанного с нагрузкой. При этом существенно снижается амплитуда вибраций элементов шагового привода, в 2-3 раза повышается точность установки в статическое положение ротора

ШД, исчезают вредные для человека низко- часто тные виброперемещения. Формула изобретения

нагрузки, и устройство управления, включающее усилители мощности, соединенные выходами с фазами двигателя, генератор импульсов, соединенный с тактовым входом счетчика, выходы которого подключены к

адресным входам первого запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности отработки шага путем формирования на каждом шаге стартового и тормозного

моментов и демпфирования колебаний, двигатель снабжен демпфирующей муфтой, соединяющей его с валом нагрузки, а в устройство управления введены триггер, второе запоминающее устройство и

аналоговые сумматоры по числу фаз, соединенные выходами с входами усилителей мощности, первыми и вторыми входами - с выходами соответствующих запоминающих устройств, адресные входы которых соединены параллельно, причем дополнительные адресные входы запоминающих устройств подключены к выходу триггера.

а&

8

I.J

Фм f

Фиг 2

12