Датчик обратной связи для устройства управления шаговыми электродвигателями Советский патент 1982 года по МПК G05B21/00 

(54) ДАТЧИК ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах управления шаговыми электродвигателями.

Известен датчик обратной связи для устройства управления шаговыми двигателями, содержащий распределитель импульсов, входы которого подключены со-, ответственно к обмоткам управления шагового двигателя, элементы И, ИЛИ и ю триггеры .

Недостатком данного датчика является низкая точность, так как он фиксирует только работоспособность схемы управ-|5 ления током обмоток двигателя, а не .физический поворот вала ротора. При неподвижно зажатом роторе двигателя, если обеспечена правильная кo гyтaция фаз двигателя, то датчик будет выдавать20

импульсы отработки шагов, так как будто ротор двигателя вращается и на контрольном выходе датчика не поступает сигнал отказ.

Наиболее близюкм к изобретению по техническому решению является датчик обратной связи для устройства управления шаговыми электро.двигателями, содержащий распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствующим обмоткам шагового электродвигателя и через формирователи импульсов - к Входам элемента ИЛИ, и первые датчики тока, ВХО.ДЫ которых соединены с cooTBeTCTByKMTHNOT фазными обмотками шагового электродвигателя, а выходзы - с первым входом компаратора Г2.,

Недостатком данного датчика является невысокая точность вследствие косвенного метода получения информации о повороте вала шагового электродвигателя.

Цель изобретения - повышение точности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик введены реверсивный счетчик и последовательно соединенные илти394Ttffap обмотки шагового влвжгродаигате яя я второй датчик тока, выход которого подключен к второму входу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен . с входом имитатора обмотки шагового 4 е9СТррдшгателЯ| а выход компаратора с первым входом реверсивного счетчика импульсов, второй вход которого подкпю чен к входу распределителя импульсов. Такое вьтопление датчика позволяет получить ва выходе компаратора импульсы, соответствующие физическому повороту вала двигателя, а число импульсов, сосчитанное реверсивным счетчиком, по кааывает количество шагов, пропущенных двигателем, т.е. количество сбоев привода. На фиг. 1 представлена функниональная схема датчика обратной связи опя устро сгва управления Шаговыми электр)авигател ми{ на фиг. 2 - временные дйаграммы токов и напряжений схемы датчика, по. яснякщие его работу. Датчик содержит обмотки шаг звого электродвигателя 1, распределитель 2 импульсов, первые датчики 3 тока, формирователи 4 импульсов, элемент ИЛИ 5 имитатор 6 шагового элекгро двигателя, второй датчик 7 тока, компаратор 8 и реверсивный счетчик 9. Датчик работает следукшим образом. В начальный момент включается фаза 1 двигателя. С приходом очередного импульса на вход распределителя 2 фазь 3|р. откгаочается и включается фаза 2ф . Одновременно формирователь 4 фазы 2/В реагирующий на изменение входного напряжения с нуля на единицу, вырабатывает импульс дпительностью д, поступаю щий через элемент ИЛИ 5, на вход имит тора 6. С)дас ременно протекает ток во второ фазе двигателя и в имитаторе обмотки 6. При этом, если происходит перемещен ротора двигателя, то во второй фазе находится ЭДС е препятствуюцая изменению мапгатного потока системы статорротор двигателя. Уравнение, описывающее нарастание тока во второй фазе имеет ВИД напряжение источника питания подключенного к обмотке; мгновенное эдсачение тока во второй фазе двигателя; в . Рд - активное соиротивление обмотки второй фазы; U j - индукгивиость обмотки второй фазы двигателя. Имитатор ойдотки в простейшем случае может представлять собой нндукпшнооть ЬдС активным сопротивлением RII и поэтому процесс нарастания тока в нем описывается уравнением п-т о 4.1 Ц U-Ou u lu где y - мгновенное значение тока на выходе имитатора 6. Пусть ,., otyco/Q и индуктивности обмоток двигателя и имитатора запитываются от одного источника напряжением. Тогда разность токов Эц - будет пропорциональна ЭДС е . Компаратор 8 осуществляет выделение напряжения, пропорционального разности токов и, в случае поворота вала двигателя, т.е. появления ЭДС во включающейся обмотке двигателя, вырабатывает импульс, поступающий на вход обратного счета реверсивного счетчика 9 (фиг. 2). На вход прямого входа счетчика поступают входные импульсы распределителя. Следовательно, счетчик 9 показывает разность между количеством поданных импульсов на вход распределителя и количеством сделанных двигателем шагов. В этом случае, если при нарастании тока в обмотке не произойдет поворота вала двигателя, то уравнение (1) сведется к уравнению (2). При этом ЭДС е О и 35ф ЗУ , следовательно, на выходе компаратора 8 не появляется импульс, соответствующий повороту вала двигателя и содержимое реверсивного счетчика увеличивается на единицу. Предложенный датчик позволяет получить сигналы, соответствующие физическому повороту вала двигателя, а информация, записанная в счетчике - число пропусков шагов двигателем, что увеличивает точность шагового привода и дает определенный технико-экономический Эффект. Формула изобретения Датчик обратной связи для устройства управления шаговыми электродвигателями, содержащий распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствующим обмоткам шагового электродвигателя и через формирователи импульсов - к входам элемента ИЛИ, и первые датчики тока, входы которых соединены с соответствукшими фазными й сггками шагового электродаигателя, а выходы - с первым входом компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены реверсивный счетчик и последовательно соединенные имитатор обмотки шагового электродвигателя и второй датчик тока, выход которого подключен к второго входу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом

имитаггора обмотки влектродвигатвля, а выход компаратора - с первым юодом реверсивногхэ-счетчяка, вта рой вход которого подключен входу распредепителя .импульсов.

Источники ивформадЕВ, пришггые во внимание при эхспертвэе

фиг.1