Устройство для управления " " фазным шаговым двигателем Советский патент 1976 года по МПК H02P7/62 

1

Известно устройство для управления тфазным шаговым двигателем с д-кратным дроблением шага, содержащее распределитель импульсов и т-канальный усилитель мош,ности с регуляторами напряжения, нзменяющими токи в фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных входами к выхода1М распределителя.

В описываемое устройство в целях его упрощения и повышения надежности в работе введен преобразователь nm-тактной системы имлульсов в т-тактную, связывающий входы усилителя с выходами распределителя, выполненного nm-тактным.

На фиг. 1 изображена схема устройства для управления четырехфазньгм шаговым двигателем; на фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжений на различных элементах устройства в случае с двукратным дроблением шага; на фиг. 3 - пространственные диаграммы.

Устройство для управления шаговым двигателем 1 содержит «т-тактный распределитель 2 импульсов, связанный через ят-та;ктный преобразователь 3 с входами усилителя 4 мощности, коммутирующего фазы I, II, III и IV шагового двигателя. Регуляторы 5 и 6 изменяют напряжение на фазах двигателя по

сигналам преобразователей код-аналог 7, подключенных входами к выходам распределителя.

Устройство работает следующим образом.

Если на вход 8 распределителя 2 поступает последовательность управляющих импульсов LBX (фиг. 2), то она преобразуется распределителем в п/п-канальную систему прямоугольных напряжений (для рассматриваемого случая , т 4, напряжения Ui-Us на выходах распределителя импульсов показаны на фиг. 2). Система напряжений на выходе распределителя преобразователем 3 приводится к четырехтактной системе (напряжения С/, t/, /I и и на фиг. 2), которая используется для управления усилителем 4 мощности.

Таким образом, в предлагаемом устройстве сохраняется четырехтактная система коммутации обмоток (как в системе управления шаговым двигателем без дробления шага).

Уменьшение цены шага достигается в описываемом устройстве благодаря изменению уровня тока (напряжения) в фазах двигателя. Коммутация фаз шагового двигателя производится каждым вторым импульсом, поступающим на вход распределителя. Каждый нечетный импульс обеспечивает изменение установки в преобразователе код-аналог 7 и соответственно тока в фазе двигателя.

На фиг. 2 показаны напряжения И, Un, UITI и t/iv на фазах шагового двигателя, вырабатываемые в описываемом устройстве.

Рассмотрим состояния токов (напряжений) в фазах шагового двигателя в моменты времени ti, tz и tz (фиг. 2). Например, в момент времени ti включены фазы I и IV, причем ток в фазе I имеет величину /ь а в фазе IV- /4 . Положение суммарного вектора момента, пропорционального геометрической сумме токов в фазах, соответствующее моменту времени ti, приведено на фиг. 3 (положение А). С приходом очередного импульса управления токи в фазах перераспределяются. При

ток в фазе I равен /ь в фазе IV-/4, а вектор момента перемеш ается в положение Б (фиг. 3). К моменту времени tz усилитель мощности производит коммутацию фаз IV- II без изменения величины токов. ТоК в фазе П становится равным /2- Суммарный вектор момента для такой комбинации включенных фаз и токов Перемещается в положение В (фиг. 3).

Таким образом, изменение токов в фазах двигателя совместно с их коммутацией приводит к уменьшению цены щага. В рассматриваемом случае щаг двигателя уменьшается вдвое (45 эл. град, по сравнению С исходной

четырехтактной коммутацией, при которой шаг составляет 90 эл. град.).

Аналогично работает устройство при подаче импульсов на вход 9, однако коммутация фаз и движение ротора двигателя изменяются в зтом случае на обратные.

Очевидно, что рассмотренный принцип построения устройства для управления шаговым двигателем обеспечивает изменение цены щага двигателя в любое целое число раз при использовании регуляторов напряжения и усилителей мощности произвольного типа.

Формула изобретения

Устройство для управления т-фазным шаговым двигателем с га-кратным дроблением шага, содержащее распределитель импульсов и т-канальный усилитель мощности с регуляторами напряжения, изменяющими токи в фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных входами к выходам распределителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности в работе, в него введен преобразователь гат-тактной системы импульсов в т-тактную, связывающий входы усилителя с выходами распределителя, выполненного nm-тактиым.

V-eo-nsi

in

. и 5 itf.l

У,1 I I I I I I I И I I I I I I I