Устройство для управления -фазным шаговым двигателем Советский патент 1980 года по МПК H02P8/22 

I

В основном авторском свидетельстве № 514410 описано устройство для управления сг -фазным шаговым двигателем с пп -кратным дроблением шага, содержащее распределитель импульсов и m -«анальный усилитель мощности с регуляторами напряжения, изменяющими токи в фазах двигателя по сигналам преобразователей код-аналог, подключенных .входами к выходам распределителя.

Известное устройство не обеспечивает высокую точность, плавйость и равномерность вращения вала шагового двигателя, особенно в области средних частот, где электромагнитные процессы спадания тока в фазах двигателя приводят к неравномерному изменению положения суммарного вектора поля статора и соответственно приводят к неравномерному перемещению ротора двигателя, ухудшающему качество движения.

Целью настоящего предложения является повышение плавности и равномерности движения шагового двигателя, а также

точности отработки шага. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления шагЬвым двигателем содержитузп ы эаяйраиия, число которых равно числу регуляторов напряжения нп1 цвухвходовых элементов И, связанных своими выходами со входами m -канального усилителя мощности, первыми входами - с выходами распределителя, а вторыми входами - с выходами соответству10ющих узлов запирания, подключенных входами и соответствующим регулятором напряжения.

Кроме того, устройство содержит формирователи импульсов, число которых

15 равно числу регуляторов напряжения, к т элементов ИЛИ, связанных выходами со входами распределителя импульсов, первыми входами - с выходами элементов И соответствующих каналов, а вторыми

20 входами - с выходами соответствующих формирователей импульсов, подключенных своими входами ко входам узлов запирания. Такое выполнэние устройства обеспечиБя&т енйМбТрйдаую форму кривой фазного тока, что приводит равномерному .смещеник) поля статора н соответственно ротора двигбТеля. На фиг. 1 прийёдейа структурная схема устройства применйтельйо к четыреXфазному йвигателю; на фиг. 2 - времён- йые диаграммы, иллюстрирующие работу отдельных элементов схемы., На фиг. 2 -1ф ток в фазе шагового двигателя (сплошная линия - узлы запир ния и формироватёли импульсов отсутст- йуюТ, пунктирная - включена). Устройство управления шаговым двигателем с дроблением шага {фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов, мно гоканальный усилитгель мощности 2, Kakдый канал кЬторого связан с соотйетству 1аим выходом распределителя 1 через элементы ИЛИ 3 и И 4, Входящие в сос тав устройства датчики 5 тока в фазах шагового двигателя 6 связаны с регуляторами 7 напряжения, формирователями 8 импульсов, узлами запирания 9 через усилители обратной связи 10, причет вторые входы уснлителей 10 связаны с выходами преобразователей 11 код - ана лог. Устройство работает следующим обра3OMi --,( ;, На оДин из входов распределителя 1 поступает унитарный код {у , который преобразуется в двенадцатифазную последовательность прямоугольных импульсов (на фиг. 2 показаны сигналы U и U на двух фазах), каждый четвертый импульс этой последовательности через элементы 4 и элементы 3 постутгает на входь усилителя 2, а остальные - на BxoAii преобразователей 11. Усилитель 2 работает в режиме переключения и осуществляют коммутацию фаз шагового двигателя 6. Преобразователи 11 вырабатывают сигналы задания U ) определяющие величину и форму тока в фазах шагового двигателя 6. На усилителе 10 происходит алгебраическое суммирование сигн(ала задания и сигнала обратной связи ( и. - U на фиг. 2), поступающего с датчика 5. Выходной сиг нал с усилителя 10 управляет работой регулятора 7, формирователя 8 и узла 9 Регулятор 7 вырабатывает напряжение, прикладьтаемое к фазам шагового двигателя 6 в соответствии с сигналами задания, поступающими с преобразователя 11. В момент времени с приходом очередного иМпулЪса унитарного кода с преобразователя 11 выдается сигнал U о, на уменьшение тока в одной из фаз двигате-ля 6. Так как ток в фазе 1ср не может мгновенно уменьшиться до заданного уровня, то с усилителя 10 вырабатьгоает- ся сигнал 1/3, Jcc на отключение регулятора 7, формировател ь 8 и узел 9 в этот момент вырабатьгеают сигналы Цзи и L/yj (фиг. 2) на кратковременную перекоммутацию фаз двигателя 6. В результате этого ток в фазе быстро спадает. При достижении током уровня, заданного преобразователем 11, происходит обратное переключение фаз двигателя б за счет того, что усилитель 10 вырабатывает сигнал на отключение узла 9 и включение регулятора 7, поддерживающего ток в фазе на. заданном уровне. В момент времени -t,, процесс повторяется вновь. Введение в устройство новых элементов: узлов запирания, формирователей импульсов - позволяет ускорить протеканне переходных процессов в фазах шагового двигателя, т. е. улучшается плавность и равйЪмерность вращения вала двигателя. В случае использования такого устройства на металлорежущих стан- это приведет к-уменьшению (шерохова- тости а увеличению точности обработки. Формула изобретения 1.Устройство для управления m -фазным шаговым двигателем по авт. св. NO 514410, отличающееся тем, 4TOj с целью повышения плавности и равномерности движения, а также точности отработки шага, оно содержит узлы запирания, число которых равно числу регуляторов напряжения, и Vn двухвхоЯовых элементов И, связанных своими выходами со входами m чканального усилителя мощности первыми входами с выходами распределителя, а вторыми входами - с выходами соответствующих узлов .запирания, подключенных входами к соответствующим регуляторам напряжения. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что., с целью повышения плавности движения и точности отработки шаМ при неполностью управляемых ключевых алементах усилителя мощности, оно содержит формирователи импульсов, число которых равно числу регуляторов

5738О916

напряжения, и m элементов ИЛИ, связан-лов, а вторыми входами - с выходами

ных выходами со входами распределителясоответствующих формирователей импульимпульсов, первыми входами - с выхода- сов, подключенных своими входами ко ми элементов И соответствующих кана-входам узлов запирания.

Фиг. 2