Устройство для управления многофазным шаговым двигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P8/00 

Изобретение относится к электротехнике и мсжет бъггь использовано в схемах питания длинноходовых линейных электромагнитных двигателей, поочередно включаемых электромагнитных механи мов, шаговых двигателей и т.д. . Известно устройство для управления Шаговыми двигателями, от сети постоянного напряжения, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов и тиристорный усилитель импутшсов, управ ление которым осуществляется бпокинггенераторами, работающими в ждущем режиме f 13 . НедоСта:гком этого устройства является необходимость применения сглажива ющих фильтров в выпрямителе, питающем устройство, что увеличивает вес и габариты привода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату $юляется устройство для управления многофазным шаговым двнгагг&лем, содержащее задающий генератор импульсов, распределитель импульсовги тиристорный усилитель мощности, выполненный по схеме симметричного многостабильного триггера с емкостной коммутацией 2 . Недостатком известного устройства 51вляется низкая надежность работы при питании от выпрямленного напряжения, обуслоЕшенная изменением напряжения на коммутирующем конденсаторе, что приводит к срыву коммутации силовых тиристоров усилителя мощности. Целью и;эофетения является поваи Wemie надежности в работе при питании от выпрямленного:напряжения. Поставленная цеяь достигается тем, что в устройство для управления многофазным шаговым двигателем, содержащее i задающий генератор импульсов и тиристор ный усилитель мощности,выпслнеш{ьгй по схеме симметричного многостабильного триггера с емкостной коммутацией, введены нутш-оргай, алемеэт задертки И блок свдвсронизашга, включенный между выходом задающего генереггора импульсо и входом распределителя импуталов, а выход нуль-органа через элемен1г задерж ки подключен к тактовому входу блока синхронизации. На фиг. 1 приведена схема предлагае мого ус;тройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных его узлов. Устройство (фиг. 1) для управления электромеханическим преобразователем содержит задаюидай генератор 1 импульсов, нуль-орган 2, блок 3 синхронизации элемент 4 задержки, распределитель 5 импульсов, формирователи 6-8 и шyJIЬсов управления тиристорами усилителя 9 мощности. Усилитель мощности представляеп- собой многостабильный симметричный триггер, состоящий из разделительных диодов 1О-12 фаз 13-15 двигателя, тиристоров 16-18 и коммутирующих конденсаторов 19 и 20. На фиг. 2 позициями, 21-29 обозначены напряжения на элементах схемы устройства. Устройство работает следующим обра зом. Питание усилителя мощности осущест вляется напряжением 21. Генератор 1 импульсов вырабатьтает прямоугольные (Олпульсы (21 на фиг. 2), поступающие на вход блока 3 синхронизации. Перемен ное синусоидальное напряжение (не пока зано) поступает на вход нуль-органа 2, на выходе которого формируткугся импульсы 23 (фиг. 2), передний фрош- которых совпадает с моментом перехода питающего напряжения через нуль. Импульсы 23 с выхода нуль-органа 2 поступают на элемент 4 задержки, сдвигающий их на полпериода вьшрямленного .напряжения. Выходные импульсы 24 (фиг. 2) элемента 4 задержки, совпадающие во времени с максимумом выпрямленного напряжения, поступают на тактовый вход блока синхронизации 3, на основной вход которого поступают импульсы 22 зйдакжцего генератора 1, апреде,Ш1ющие длительность илшульсов напряжения, приложенных к каждой из фаз 13-15 двигателя. 1Елок 3 синхронизации представляет собой схему временной привязки импульсной последовательности, поступающей на его основной вход к тактовым импул1)Сам, имеющим более высокую час тот у. Блок 3 синхронизации может быть вьшолпен на основе Р5 рк :иВ-триггеров. Выходные импульсы блока 25 синхронизадии (фиг. 2)., равные по частоте импульсам 22 задающего генератора 1, засинхронизированвые импульса(ш 24, поступающими с выхода элемента 4 задержки, поступают на вход распределителя 5 импутльсов. Выходные импульсы распределения 5 импульсов поступают на формирователи 6-8 импульсов управления и далее на тиристоры 16-18, усилителя 9 мощности, с помощью которых осуществляется включение и отключение фаз 13-15 двигателя (на фиг. 2 показань импульсы 26 и 27 двух первых выходов распределителя 5 импульсов). Импульс 26 с первого выхода распределителя 5 .импульсов через формкрователь 6 импульсов управления поступает на управляющий переход тиристора 16, что приводит кего включению. Фаза 13 двигателя посредством тиристора 16 подсоединяется к напряжению на фазе 13 и имеет форму, показанную на фиг. 2 позицией 28. Напряжение на коммутирующем конденсаторе 19 имеет форму входного напряжения 21 (фиг. 2), т.е. изменяется от нуля до максимального значения. Импульс 27 (фиг. 2) с второго выхода распределителя импульсов, поступая на управляющий переход тиристора 17, через формирователь 7 импульсов управления, приводит к его включению и запиранию тиристора 16 за счет перезаряда коммутирующего конденсатора 19. .Поскольку входные импульсы 25 распределителя 5 импульсов, а следовательно, и импульсы 26 к 27 управления тиристорами 16 и 17 усилителя 9 мощности синфазны с импульсами 24, совпадающими во времени с максимумом выпрямленного напряжения, то переключение силовых тиристоров 16 и 17 усилителя 9 мощности происходит при daксимальном напряжении на коммутирующем конденсаторе, что исключает возможность срыва коммутации силовых тиристоров. Это повыщает надежность работы устройства для управления электромеханическим преобразователем от выпрямленного напряжения. Для увеличения крутизны фронта спадания тока в обмотках электромеханического преобразователя, параллельно им, могут быть .включены обратные диоды (на схеме фиг. 1 не показаны). Формула изобретения Устройство для управления многофазным щаговым дви.гателем, содержащее 5 задающий генератор импульсов, распределитель импульсов и тиристорный усилитель мощности, въшолнегаагй по схеме симметричного многостабильного триггера с емкостной, коммутацией, отличающееся тем, что с целью повышения надежности в работе при питании от вьшрямленного напряжения, в него введены нуль-орган, элемен задержки и блок синхронизации, включен ный между выходом задвкяцего генератора импульсов и входом распределителя импульсов,а выход нуль-органа через 90 элемент задержки подключен к тактовому входу блока синхронизации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рубцов В. А. Схемы управления индукторными шаго&ыми двигателями на управляемых вентшвпс. Труды Московского энергетического тпьта. Вып. 56, М., 1964, с. 21-24. 2.Рубцов В. П., Садовский Л. А., и Филатов А. С. Системы с силовыми шаговыми двигателями для металлургической промышленносги. Энергия, 1967, с 32.

4- I

Фиг.1

Фиг.1