УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1968 года по МПК H02P1/38 

Известны устройства для питания шагового двигателя, содержащие тиристорный выпрямитель, магнитный усилитель с двумя управляющими обмотками и схему снятия перенапряжений.

Предложенное устройство позволяет обеспечить постоянство крутящего момента шагового двигателя в диапазоне рабочих частот благодаря тому, что к выходу тиристорного выпрямителя подключена одна управляющая обмотка магнитного усилителя, вторая управляющая обмотка которого включена параллельно первой через схему снятия перенапряжений.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Оно содержит выпрямительную схему на тиристорах Т₁, Т₂ и диодах Д₁, Д₂; магнитный усилитель 1 с рабочими W₁, W₂ и управляющими W₃, W₄ обмотками, осуществляющими широтно-импульсное управление тиристорами Т₁, Т₂ и обмотками смещения W₅, W₆; тиристоры Т₃-Т₆, включенные последовательно с диодами Д₃-Д₆ и с обмотками управления 2-5 шагового двигателя (ШД); коммутирующие конденсаторы С₁, С₂. Кроме того, предусмотрены резисторы R₁, R₂ и диоды Д₇-Д₁₀, необходимые для снятия перенапряжений с тиристоров Т₂-Т₆ в момент переключения обмоток управления шагового двигателя.

Последовательно с резисторами R₁, R₂ включается управляющая обмотка магнитного усилителя W₄. Резисторы R₃, R₄ и конденсаторы С₃, С₄ образуют дифференцирующие челочки для формирования импульсов управления тиристорами Т₁, Т₂.

Резисторы R₅, R₆ служат для установки нуля магнитного усилителя. Питается мостовая схема от источника переменного тока, от которого питаются и рабочие обмотки через разделительный и понижающий трансформатор 6.

Предлагаемое устройство для питания шагового двигателя работает следующим образом.

Питающее напряжение, снимаемое с выпрямительной схемы (тиристоры Т₁, Т₂, диоды Д₁, Д₂), подается на обмотки 2-5. Среднее значение напряжения питания изменяется с изменением угла включения тиристоров Т₁, Т₂. Изменение ула включения этих тиристоров осуществляется за счет тока, протекающего по управляющим обмоткам W₃, W₄ магнитного усилителя. Ток в обмотке W₄ изменяется с изменением скорости вращения ротора шагового двигателя, т.е. с изменением частоты следования управляющих импульсов, поступающих на управляющие электроды тиристоров Т₃-Т₆. Когда частота следования импульсов равна нулю, в обмотке W₄ ток не протекает, угол включения тиристоров T₁, Т₂ максимален.

С поступлением управляющего импульса на управляющий электрод первого тиристора Т₃ в момент переключения обмотки 2 шагового двигателя за время переходного процесса через обмотку W₄ проходит импульс тока, обусловленный э.д.с. самоиндукции обмотки 2. Этот импульс вызывает уменьшение угла включения тиристоров T₁, Т₂ и увеличение среднего значения напряжения питания.

При малых частотах следования управляющих импульсов протекание тока через обмотку магнитного усилителя W₄ носит импульсный характер.

При увеличении частоты следования управляющих импульсов через обмотку магнитного усилителя W₄, начиная с некоторого момента, протекает постоянная составляющая тока. Угол включения тиристоров еще больше уменьшается и среднее значение напряжения питания увеличивается.

Обмотка W₃ магнитного усилителя осуществляет отрицательную обратную связь по напряжению, что улучшает жесткость механической характеристики шагового двигателя на границах диапазона регулирования скорости.

Таким образом, совместное действие обмоток магнитного усилителя W₃ и W₄ позволяет автоматически так изменять питающее напряжение для шагового двигателя, что обеспечивается постоянство момента на валу шагового двигателя во всем диапазоне регулирования скорости шагового двигателя.

Устройство для питания шагового двигателя, содержащее тиристорный выпрямитель, магнитный усилитель с двумя управляющими обмотками и схему снятия перенапряжений, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянства крутящего момента шагового двигателя в диапазоне рабочих частот, в нем к выходу тиристорного выпрямителя подключена одна управляющая обмотка магнитного усилителя, вторая управляющая обмотка которого включена параллельно первой через схему снятия перенапряжений.