Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1975 года по МПК H02K19/00 H02P1/38 

Изобретение относится к электрическому, в частности шаговому, электроприводу и может 11снользоваться в станках и механизмах программного управления, в которых требуется обеспечение фиксации конечного положения рабочего органа нрм одновременном изменении перемещения в шнроких пределах.

Известны устройства для управления шаговым двигателем, содержащие генератор онорных импульсов, первый распределитель нмнульсов, нодклЕОченный к HCipBOMy входу шагового двигателя через первый усилитель мощности, второй распределитель импульсов, подключенный к второму входу шагового двигателя через второй усилитель мощности.

Цель изобретения - повышение точности позицирования рабочего органа при помощи изменения цены шага ротора.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит два делителя и два смесителя частоты, причем выход первого смесителя частоты подключен через первый делитель частоты к входу первого распределителя импульсов, а вход - к выходу генератора опорных импульсов и входу второго смесителя частоты, выход которого через второй делитель частоты подключен к входу второго распределителя импульсов.

Согласно изобретению, указанная цель достигается путем использования в качестве щагового двигателя электрнчеекон машины двойного питания (МДП), которая подключается к источникам переменного тока так, что поля статора и ротора вращаются в одну сторону. Прн одинаковой скоростн врандения поле статора и ротора реализуется режим фиксации в точке, зависяи 1,ей от фазового угла сдвига между наиряжеииями на обмотках статора и обмотках ротора. В режиме вращения фазовый сдвиг между указанными выше напряжениями является функцией времени.

На чертеже приведена блок-схема н)едлагаелюго устройства.

Схема содержит генератор 1 опорных импульсов, первый с еситель частоты 2, второй смеситель частоты 3, иервый делитель частоты 4, второй делитель частоты 5. распределитель импульсов 6, второй распределитель импульсов 7, иервый у-силитель мощности 8, второй усилитель мощности 9, нгаговый двигатель 10.

Каждый из смесителей частоты 2 и 3 выполнен таким образом, что число импульсов на его выходе равно алгебраической сумме .импульсов, поступающих на него от генератора i и соответствующего управляющего входа «Вперед или «Назад, а каждый из делителей частоты является делителем частоты с управляемым коэффициентом деления, величина которого устанавливается в соответстВИИ с необходимой ценой шага ротора. Выходами первого 8 II второго 9 усилителей мощности являются симлетр.нчные многофазные систем) напряжений, подающиеся соответствсИМо на первый и второй входы и 1агового двигателя, которыми являются самлктрнчиыс многофазные обмотки статора и ротора.

Принцип работы устройства на нри.чере шагового двигателя, посгроеиного на базе двухфазной МДГ1, подключен,ной к см.мметрич И1.1 системам переменных напряжений нрямоуголь 1ой формы, следующий.

Раси.редел:итель импульсов 6 (7) в этом случае состоит из четырех ячеек, две из котоpi ix (нанример, четные) через усилитель мощности о (9) формируют одну фазу питающего иапряжения, а две другие (нечетные) - другую фазу, сдвинутую па 90 эл. град, но отноН1енню к нервой.

Таким образом, каждый импульс, приходяnuiii па вход расп1)еделнтеля б (7), влечет за собой сдвиг по фазе системы напряжений на выхол,ах усилителя .мощности 8 (9) OTHOICHтельно евоего предыдущего состояпия па 90 эл. град.

В исходном состоянии (при отсутствии н.мпульсов на ун-равляющнх входах «Вперед и «1-1азад) импульсы от генератора 1 через соответствуюигне смеснтели частоты, делители частоты н распределители импульсов форми|)уют па выходах первого ц второго усплите; ei i лшщмостп 8 п 9 симметричные двухфазные прямоугольные спстемы нанряжеикн, одноименные гармоническне составлиюнгие которых, создающие вращаю цнеся в одну сторону электромагнитные потоки статора и ротора, приводят к создаиию суммарного статистического синхрониз:ирующего момента, (1л-1ксирующего ротор в точке, зависящей от начального фазового угла сдвига между этнмн систе.мамн напряжений.

Постун.:1ение одного импульса уиравлепия па вход «Вперед («Назад) приводит к тому, что па вход делителя частоты 4 (5) приходит на один нмпульс больше, чем на вход делителя частоты 5 (4), вследствни чего система иапряжеиии на выходах усилителя мощности 8 (9) сдвигается ио фазе ио отношению к системе напряжений, В1)1рабатываел10Й на выходах усилителя могцпости 9 (8) ;;а 9()/К эл. град (/ -- коэффнциепт деления делптел.ей частоты 4 и 5). Изменение фазового угла cviBiira между системами наиряженпй статора н ротора влечет за собой из.мененне пространственного угла сдвИга .между однои.меппыми

гар.моничеокимн составляющп.мн вращаюнгнхся в одну сторону электромагнитных потоков статора и ротора на 90//СР .механических град. (Р - число иар полюсов), приводяндего к отработке ротором щага, равного указанному

выше прострапствепному углу.

rijJH одновре.менном постунлении и.мпульсов унравлен ия на входы «Вперед н «Назад ротор щаго:вого двигателя отрабатывает число иииов, равное разности между их числом.

Изменяя коэффициент делителей частоты 4 1 5 в 1 ироких пределах, в зависимости от необходимой иозиционирования в широких 1ред,елах 3.еиять хеиу шага ротора путем установк.н соответству он,его коэффнциента деления.

П р е д м е т н з о б р е е н я

Устройство для уПраВЛеП Я ДВ 1 -ателем, содержащее енератор ()1орнь х , первь Й рас гределите. 1мпу;1ьсов, одключенный к первому входу агового двпгател5 через ервый уснлнтель MoniHocTH, втоpo/i )аспределитель импульсов, К)

второму входу шагового двигателя через JTOpoii уси; итель ондпости, отличаюи ееся тем,

что, с целью повышения точности НОЗИ1,0 П рОиа п-ш, устройство содержит два дел 1теля частоты 1 два с,есители частоты, выход

первого смесителя частоть подкл очен через делитель частоты к входу ервого распределителя 1М 1ульсов, а вход -- к выходу генератора о 10рць х нмнульсов ц входу второго c.viecHTej 5i частот, ьчлход оторого

через второй дсл 1тель частоть подключен к входу второго распределителя нлшульсо,

LZJ

„Вперед

&Г1

Назад

F

ш