Многоканальный усилитель мощности для управления шаговым двигателем Советский патент 1977 года по МПК H02P7/62 

ния 2 двигателя через разделительные диоды 3. Каждый канал усилителя мощнос ти содержит основной ключевой элемент 4 датчик тока 5, соединенный с одним входом триггера 6, управляющего работой вспомогательного ключа 7. Второй вход триггера 6 подключен к эходу основного ключевого элемента 4, так же соединенного с соответствующим выходом распределителя импульсов 8. Выходы датчиков тока всех каналов подключены кроме того к входам элемента ИЛИ 9, выход которого связан с входом регулятора напряжения 1 Эта цепь образует отрицательную обратну связь по току. Пороговый элемент 10, соединяющий выход регулятора 1 с его входом, образует цепь отсечки по напряжению. Элемент ИЛИ 11, подключенный к входам распределителя импульсов 8, и функциональный преобразователь 12 образуют контур регулирования по основн му возмущающему воздействию частоте f управляющих импульсов. Регулятор напряжения 1 может быть импульсным, как показано, например, на чертеже, и включать в себя ключевой эле мент К, импульсный модулятор им и фильтр L с, либо любого другого типа, дискретного или ак wioroBoro. Усилитель мощности работает следующим образом. При поступлении управляющего импульса на вход Б (вперед)или Н (назад) распределителя импульсов 8 на одном из его выходов вырабатывается сигнал, отпирающий основной ключ 4 и переводящий триггер 6 в положение, соответствующее открытому вспомогательному ключу 7. В результате этого к соответствующей обмотке управления 2 прикладывается повышенное напряжение U и происходит форс рованное нарастание тока. Разделительны диоды 3 отделяют каналы усилителя друг от друга и предотвращают короткое замыи при открытом клюкание источника че 7. Когда ток в обмотке 2 достигает зада ного значения, датчик тока 5 переводит триггер 6 в состояние, соответствующее запертому ключу 7, и обмотка 2 подключается к выходу регулятора напряжения 1 В этом случае напряжение обратной связи по току U{,снимаемое с выхода элемента ИЛИ 9, поступая на вход регулятора напряжения 1, обеспечивает поддерж ние заданного значения тока в обмотке управления двигателя или в общем случае регулирование его в соответствии с законом изменения задающего напряжения CJj . Введение регулятора напряжения 1 в схему усилителя мощности (в общем случае их может быть несколько, в пределе по одному регулятору на каждый канал усилителя) с отрицательной обратной связью по току, снимаемой со всех каналов усилителя, позволяет наиболее просто осуществить контроль тока во всех каналах усилителя независимо от числа одновременно включенных каналов. Подача на вход регулятора сигналов со всех датчиков тока через элемент ИЛИ делает усилитель мощности инвариантным к числу включенных каналов, ЧТ5 является особенно важным при несик метричной коммутации щагового двигателя, когда число одновременно включенных обмоток управления измеряется от такта к такту. Регулятор напряжения позволяет также расщирить функциональные возможности усилителя мощности. Известно, что даже при сохранении постоянства максимального значения тока в обмотках управления двигателя, развиваемый им момент с ростом частоты уменьщается, что обусловлено изменением гармонического состава кривой фазного тока. Корректирование частотных характеристик шагового привода в предлагаемом усилителе мощности осуществляется путем подачи на вход регулятора 1 сигнала Uг , пропорционального частоте управляющих импульсов f и снимаемого с выхода функционального преобразователя 12. При введении всех рассмотренных связей напряжение на входе регулятора будет определяться как UBx J.- i- r H-Uo-. где Upn - выходное напряжение регулятора;jf - коэффициент усиления цепи обратной связи по напряжению; UQ - напряжение отсечки порогового элемента; u, (TU,,-u,) - сигнал обратной связи по напряжению. Настройкой функционального блока 12 можно обеспечить такой закон изменения (J г при котором момент двигателя будет неизменным в определенном диапазоне частот, либо добиться увеличения момента двигателя с ростом частоты. Рассмотренная структура усилителя мощности позволяет вводить и другие сигналы на вход регулятора напряжения 1, например снижать напряжение (ток) в режиме стоянки