Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P8/16 

. .1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления шаговым электродвигателем, и может быть использовано в системах автоматического управления.

Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее раопределитель импульсов, многока{юльный усилитель мощности, каждый канал которо го включает в себя последовательно соединенные ключ и фазу двигателя, подключенные к источнику постоянного тока, и диод, подключенный к дополнительному источнику питания постоянного тока Cl.

Недостатком такого устройства является слож {ГОСТЬ, обусловленная наличием дополнительного источника питания постоянного тока. Этот источник должен обеспечивать инверторный режим, т.е конструктивно должен быть выполнен л№бо в виде аккумулятора, либо в виде и№вертора.

Нат1более близким по технической сущности к изобретрн по является устройстВО, содержащее распределитель импульсов, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает в себя последовательно соединенные ключ и фазу двигателя, подключенные к источнику питания постоянного тока, и диод, связывающий точку, соединения ключа и фазы двигателя с общей для всех каналов разрядной цепью, включающей ковденсатор 2.

Недостатком известно,го устройства является низкий КПД, обусловленный потерями энергии, выделяемой при отключен™ фазы, в разрядной цепи.

Целью изобретения является повышение КПД,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее распределитель импульсов, многоканальный усилитель мощности и разрядную цепь, связав-/ ную разделительными диодами с выходами усилителя мощности, введены элемент ИЛИ, элемент задержки, ждущий мультивибратор и дополнительный ключ, а разрядная цепь содерлкит дроссель, последовательно соединенный с конденсатором и шунтиро, ванный диодом, и подключена к источнику питания через дополнительный ключ, упра вляющий вход которого через ждущий мульт;ивибратор, элемент задержки и элемент ИЛИ подключен к входам распредел теля импульсов. Такое выполнение устройства позволяет рекуперировать энергию, выделяемую при отключении фаз, в источник питания, повышая тем самым КПД привода. На чертеже приведена схема устройст ва. Устройство содержит распределитель импульсов, связанный выходами с многокаЬальным усилителем мощности, каждый канал которого включает в себя основной ключ 2, соединенный последовательно с азой 3 шагового двигателя и источн ком питания постоянного тока, и встречный диод 4. Встречные диоды 4 всех каналов подключены к разрядной цепи, обра зованной конденсатором 5, дросселем 6 и диодом 7, и к шине источника питания через вспомогательный ключ 8. Управляющий вход ключа 8 связан с входами распределителя 1 импульсов через элементы ИЛИ 9, задержки Ю и ждущий мультиЁибратор 11. Источник питания зашунтирован конденсатором 12. Устройство работает следующий образом. При поступлении, импульсов управления с частотой f на вход вперед (В) или назад (Н) распределителя 1 импульсов последний вызывает поочередную ком мутацию ключей 2 усилителя мощности и, следовательно, фаз 3 шагового двигателя. Запирание очередного ключа 2 приводит к отключению связанной с ним фазы 3 двигателя, которая через диод 4 подключается к разрядной цепи 5-7. Ток отключаемой фазы 3 вызывает заряд конденсатора 5 по цепи фаза 3 - диод 4 конденсатор 5 - диод 7 - источник питания и . Конденсатор 5.заряжается при этом до напряжения и , превышающего напряжение источника питания U (по- . лярность шпряжения на конденсаторе пок зана на чертеже). По окончании процесса спадания тока в отключаемой фазе 3 со сдвигом во вре мени, определяемым элементом 10 за держки, включается ждущий мультивибратор 11 и открывается ключ 8. Время задержки выбиpaetcя большим времени спадания тока в отключенной фазе, а длительность импульса, вырабатываемого ждущим мульттдаибратором 11, должна Примерно соответствовать времени спада-. ния тока в отключенной фазе. В этом случае достигается равенство времен нарастания тока при включении фазы и спадания его при отключении фазы.. После открывания ключа 8 происходит разрядконденсатора 5 по цепи ключ 8 - встречно включенный источник питания U дроссель 6. Дроссель 6 введен в разрядную цепь для ограничения тока разряда 5 и шунтируется диодом 7 при заряде конденсатора 5. Если для питания двигателя используется исто ник и , не допускающий инверторНого режима работы, например неупра- i вляемый выпрямитель (что является о&щепринйтым), то для пропускания через него тока разряда конденсатора 5 необходимо предусмотреть буферный конденсатор 12. При использовании в качестве источника питания аккумуляторной батареи необходимость в конденсаторе 12 отпадает. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет рекуперировать энергию, передаваемую отключенной фазой в разрядную цепь, в источник питания. Это повышает КПД привода и позволяет сшжзить массо-габаритные показатели устройства для управления шаговым двигатег лем... Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает в себя последовательно соединенные ключ и фазу двигателя, подключенные к источнику питания постоянного тока, и диод, связывающий точку соединения ключа и фазы двигателя с общей для всех каналов разрядной цепью, включающей конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, введены элемент ИЛИ, элемент задержки, ждущий мультивибратор и дополнительный ключ, а разрядная цепь снабжена дросселем, последовательно соединенным с конденсато гам, и шунтирующим дроссель встречным диодом, и подключена к источнику питания через дополнительный ключ, управляющий вход которого через ждущий мультивибра-j тор, эаеМет задержки и элемент ИЛИ подключен к входам распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Под ред. М.Г, Чипикина. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. М., Энергия, 1971, с. 121-125.

2. Луценко В. Е., Рубцов В. П. Электропривод и автоматизация промышленных установок. Электропривод с шаговыми двигателями. Т. 6. 1978, с. 4О, 56.