Устройство для управления двухпакетным шаговым электродвигателем Советский патент 1980 года по МПК H02P8/00 H02P8/24 

Устройство для управления (см. фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов, усилители 2 и 3 мощности, двухпакетный (пакеты 4 и 5) шаговый электродвигатель 6, блок 7 выделения и преобразования ЭДС, блок 8 переключений с шииой 9 управления. Блок переключений (см. фиг. 2) содержит четыре логических элемента И 10, четыре логических элемента ИЛИ 11, четыре инвертора 12 и четыре логических элемента И 13. Устройство работает следуюи1,им образом. Во время отработки программного перемещения на щину 9 блока 8 переключений (см. фиг. 1) подается логический «О, например, от задатчика программы движения, который запирает логические элементы И 10. На выходе элемента И 10 также имеется логический «О, который не оказывает логического воздействия на элемент ИЛИ И и, одновременно преобразуясь в инверторе 12 в логическую «1, разрещает прохождение команд от распределителя импульсов через элемент И 13. Таким образом, во время отработки программы сигналы от блока 7 не поступают на обмотки пакета 5 двигателя, которые коммутируются только импульсами от распределителя импульсов по цепи: выход распределителя 1-элемент ИЛИ 11 - элемент И 13 - вход усилителя 3 мощности. После окончания программного перемещения блок 8 переключений обеспечивает возможность управления обмотками пакета 5 шагового двигателя от блока 7 выделения и преобразования ЭДС. На вход блока 7 поступает папряжеиие с ортогональных обмоток I и II пакета 4 (см. фиг. 3, а), переменная составляющая которого представляет собой ЭДС вращения. Физическая основа работы предлагаемого устройства состоит в том, что ЭДС обмоток I и II - EI и EII несут в себе информацию о положении и скорости ротора: - 1 . - Ц), f где со - мгновенная скорость ротора; ф - потокосцеиление обмотки; в--положение ротора. Учитывая, что электромагнитный ,. . rfm момеит -- , можно при постоянной скорости вращения и установившихся токах в обмотках (со const, t const) считать, что Е ((Q), т. е. ЭДС обеспечивает информацию о моменте. После отработки программы устойчивое положение, где должен зафиксироваться привод, определяется точкой устойчивого равновесия на характеристике М (в). Момент, действующий на ротор, зависит при этом только от положения, что приводит к затухающим 7 8 колебаниям относительно устойчивой точки с начальной амплитудой . Эффект демпфирования обеспечивается, если электромагнитный момент поставлен в зависимость от положения и направления вращения. Это достигается тем, что включенные обмотки пакета 4 остаются под током, а обмотки пакета 5 (Г, ГГ, III, IV) переключаются полным напряжением источника. При этом момент действует всегда против направления вращения, если переключение обмоток пакета 5 осуществляется по сигналам ЭДС в некоммутируемых измерительных обмотках I и II. Знак ЭДС обмоток I и II позволяет определить с точностью до квадранта на фазовой плоскости (О, (о) положение и знак скорости ротора. На фиг. 3 а, б, в, г показаны четыре возможных ситуации и требуемое включение в каждой ситуации обмоток Г, II, III, IV Направление результирующего вектора v показывает положение искусственно смещенной в результате переключения обмоток Г, II, ИГ, IV точки устойчивого равновесия пакета 5. В моменты времени, когда скорость и ЭДС равны нулю, схема восстанавливает основную комбинацию включенных обмоток, соответствующую заданной точке останова. Блок выделения и преобразования ЭДС формирует из синусоидальных сигналов ЭДС обмоток I и II импульсы управления, поступающие затем по четырем каналам через блок переключений на обмотки пакета 5 шагового двигателя. Данное устройство, осуществляя управление процессом торможения, существенно умсшшает свободные колебания двигателя в процессе остановки, что повышает быстродействие привода и точность отработки заданного перемещения. Формула изобретения Устройство для управления двухпакетным шаговым электродвигателем, содержащее подключенные выходами к обмоткам двигателя два усилителя мощности, соединенные входами с выходами распределителя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности отработки заданного перемещения, в него введены блок выделения и преобразования ЭДС и блок переключения, включенный между выходами распределителя и входами одного из усилителей мощности и связанный своими потенциальными входами с выходами второго усилителя мощности через блок выделения и преобразования ЭДС. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 544086, кл. Н 02Р 8/00, 1975. 2.Патент США № 3500156, кл. 318-138, 10.03.70.

.