Многоканальный усилитель мощности для управления шаговым двигателем Советский патент 1980 года по МПК H02P8/12 

I

Изобретение относится к электротехнике и может, быть использовано в системах автоматического управления с шаговыми двигателями.

Известен по осысжному авт. св. № 551788 многоканальный усилитель мошности для управления шагсжым двигателем, каждый канал которого содержит цепочку из последовательно соединенных обмотки управления двигателя, оснсюного ключ№ого элемента и датчика тока, подключенную к источннку ннтання высокого напряжения через вспомогательный ключевой элемент, а к источнику низкого напряжения - через разделительный диод. Кроме того, многоканальный усилитель мошности содержит функинсжальный блок, подключенный своим входом к выходу элемента ИЛИ, соединенного своими входами со входами распрЕ делитепя импульссе .

Недостатксяи известного устройства управления шаговым двигатела яв гаегся низкая плавность движения ротора шагсвого двигателя при высокой степени форсировки тока в обмотке в области средних и низких частот управляющих импульсов, что снижает надежность механических узлов привода и ухудшает качество движения рабочего органа привода Снижение степени форсирования тока в обмотке шагового двигателя для повышения плавности движения ротора двигателя в области низких частот управляющих им10пульсов приводитв устройстве к ухудшению динамических характеристик шаг жого двигателя.

Цель изобретения - уменьшение колебаний скорости шагового двигателя.

15

Поставленная цель достигается тем что в каждый канал оснданого многоканального усилителя мошности дополнительно введен генератор пилообразного напряжения, компаратор и блок выбора макси20мального тзягнала, соединенный первым своим входом с выходе генератора пилообразного напряжения, подключенного входом ко входу оснсюного ключевого эле мёйта, вторым входом - с выходе датчн ii&t 3U4 - 1 i - J 5 3S .-..-ч К а тока, а в гходом - одним входом 1Шп1раторй, СбШ1йног б другнм ceobuf ( с в1ь1Х6дом функционального ёпо«а а выходом - со входом вспсллогатет ьвого ключевого элемента. .-А.. ji..- . Построенное таким образом устройство обеспечивает ретсуяйршавм0 степени .форсирования HapaCtaHWt спада тока в p6KfCiTira ШЖгШбто дайгателя в зависи- мости от текущего значения частоты «УляадлачА л Е .,.4--. спедШания управлШйдах импульсов, что в свою очередь приводит д боп е ппавно 13 иэкте нению токов oSSMoraax 1шагевого .,,,-,..,, «,(...(г- -t„ „ - двигателя и, спедсюательно, более плавно му движению его ротора в области ниа ких частот при со сраГб Йй ДйнЬШгческих характеристик шагово го двигателя. На )ге}ке представлена блок- хема устроЙ«Г№-Й ГпрЖЗГё1пш-тгШ - 1 те. 1тш: - - - Устройство управления шаговым двига fineM содержит распределитель 1 импупь ее, регулятор 2 {Щ жаайя, $у1ак1 йаль ный блок 3, логический здемент ИЛИ 4 и идентичные канйлы упр ления, каждый ™йГкбто1эь4х ЬодернЩГТШЙ оГ-ШШетт 5, датчик б тока, генератор 7 пилообразНОГО напряжения, блок 8 выбора М ШссиWajibHOfo сигнала, компаратор 9, блок 10 форМйрШйМя ШгйШй по ШдШм фроа там выкодных импульсов компаратора (триггер), рааШШ Эгыше д 12,бспомоГатёльн Ь1й кШч 13 и обмотку - двигателя 14. :Ш Устройство работает сявдующвм абовг:ffit ie,aesafisr,,vtx-f i-& 4fi i - i i f .: В 1Йе1Ш1ШГёШ 8ШГШ юноЙ 1ШёЙбS a iS -i.-SSK:; iV.,. ---- у вой элемент 5 закрыт. На выходе ГетеТ. .„ . .. . - .- -..-....,i.-.v--. . пилообразного напряжения ,,i,4ra-S..-Jii 5il i 5i |i5i iSi- -. сутствуетг максимаяьньгасигнал, который через блок 8 выбора мдксвмш1ьного сиг Titiana, воздействуя Ж йсвипарётора 9, .--. - - уд ерживает го в исходном состоянии. Приэтом на входе блока 10 формирования сигнала по задним фровтам выходных импульсов коМПарй 5ра 1пргёУтствуёт -niM,соответствующий открытому вспомогйТёльйоМу ключев« «у лема1ту 13, Но raKKak основ ной элетлетт 5 закрыт, то ток через ойротку шагового двигателя 14 не проходив. При появлении ййГШГхойе аспрёдёлйтеНя Т иМ1 льсов сигнала включения открьтается основной элемент 5. Напряжение на Ёыхоае генератора 7 пилообразного напряжения твно1йтся равнь1м нулюjiJHa выходе компаратора 9 форЙ%руе%Пт1|51Яй 1йГй фронт m-fIfynbca,на которьГй блок Ю формирчжания S&idS &S fiKKUi i i- . Г 1ж;.4ё ;1д-Г i & ; &SSffi SKa -i i |сигналапб Задним фронтам выходных имi пульсов компаратора не реагирует. Воледcfeiie э-гого всп« и 01гательный ключевой элемент 13 остается включенным, к обмотке шагового двигателя 14 прикладыв аётся повышенное напряжение и ток в ней начинает форсированно нарастать. С нарастанием тока начинает пропорционально нарйстать напряжение на датчике 6, которое через блок 8 выбора максимальнрго сигнала поступает на вход компараTqpa 9. Когда это напряжение достигает по напряжения на выходе функционального блока 3, которое зависит от текущего значения входной частоты, на вЬкоде компаратора 9 формируетсязадний фронт импульсов. При этом вспомогатетьный ключевой элемент 13 выключает ся и обмотка шагс«ого двигателя 14 через разделительный диод 11 подключается к выходу регупятора напряжения 2. При этом, если частота управляющих импул1 сю невелика, JTOK в рбмртке шагового двигателя продолжает плавно нарастать под действий относительно низкого . выходного напряжения регулятора напряжеиия 2 до н(ыинального значения. При появпшии на выходе распределителя 1 импульсов сигнала выключение заказывается оснсжной ключевой элемент 5. Напряжения на выходе датчика 6 Становится равным нулю, и на выходе компаратора 9 формируется передний фронт имцульса. При этом вспомо1гатель1аьйкиюч№рй элемент 13 остается зак|аыт1ыМ,66м6тка шагового двигателя 14 разделительные диоды 1Д и 12 P.SflS eeTea на встречное, напряжение и «ж в ней начинает фо ироёанно спадать. 8то же время напряжение на выходе генератора 7 пилообразного напряжения начинает HafMiCTaTb. Параме.тры этого генч атора выбираются такими, чтобы скорость нарарт-аний напряжетия приблизительно была рбюна скорости форсированного .. обмотке шагового двигателя. Kofria напряжение на выходе генератора 7, пос1|упающее через блок 8 выбора макШ вЬгр сигнала на вход ксмпаратора 9становится равным выходному напряетию функадовйльного блока 3, на выхое компа за тора 9 формируется задний рбат. импульса. При эте вспомогатель flP o элемент 13 открьтается двигателя 14 рдавтпйоано спадать со скоростью, пределяемой постоянной времени обмот и шйговоГо даигателя 14. Таким образом, степень форсяровавия арвБтавия и спадения тока в обмотках шагового двигателя зависит от текущего значения частоты управляющих импульсов что повышает плавность движения ротора шагового двига1теля при сохранении его динамических характеристик. Формула изобретения Многоканальный усилитель мощности дня управления шаговым двигателем по авт. св. № 551788, отличаю щ н с я тем, что, с целью уменьшения колебаний скорости шагового двигателя, в каждый канал дополнительно введен генб paixjp пилообразного напряжения, компаратор и блок выбора максимального сигнала, соединенный пе{юым своим входом с выходом генератора пилообразного напряжения, подключенного входом ко входу , основного ключного элемента, вторым входом - с выходом датчика тока, а выходом - с одним входом компаратора, связанного другим своим входом с выходом функииовального; блока, а выходом со входом вспомогательного ключевого элемента., Источники ивфо(жта1ши, принятые во вНим1ание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР. № 551788, кл. Н 02 Р 7/62, 1975.