Дискретный электропривод

 

Использование: в автоматизированных дискретных электроприводах с шаговыми двигателями Сущность: дискретный электропривод содержит шаговый двигатель, механически связанный с силовым редуктором, инвертор и логический блок для управления шаговым двигателем, бесколлекторный двигатель постоянного тока, механически связанный с силовым редуктором, блок управления этим двигателем, датчик угла бесколлекторного двигателя постоянного тока, муфты сцепления указанных двигателей, выходной силовой редуктор, датчик угла электропривода, входной контроллер и блок раздельного управления двигателями. Бесколлекторный двигатель постоянного тока обеспечивает поворот выходного вала привода на большие углы, а шаговый двигатель - на малые. Величины углов, отрабатываемые каждым двигателем, выбираются пропорционально соотношению ресурсов этих двигателей и требуемого угла поворота выходного вала электропривода. 3 иа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

С0

СР

М (.д)

О1

СР

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4850236/07 (22) 13.07.90 (46) 30.10.93 Бюл. Na 39 — 40 (71) Московский лесотехнический институт (72) Сыромятников В.С.; Верхов С.И.; Зубков ВА (73) Московский лесотехнический институт (54) ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: в автоматизированных дискретных эпектроприводах с шаговыми двигателями.

Сущность: дискретный электропривод содержит шаговый двигатель, механически связанный с силовым редуктором, инвертор и логический блок для управления шаговым двигателем, бескоплекторный двигатель постоянного тока, механически связан(в) RU (и) 2002360 Cl (51) 5 Н02 Р8 00 ный с силовым редуктором, блок управления этим двигателем, датчик угла бескоплекторного двигателя постоянного тока, муфты сцепления указанных двигателей, выходной силовой редуктор, датчик угла электропривода, входной контроллер и блок раздельного управления двигателями. Бесколлекторный двигатель постоянного тока обеспечивает поворот выходного вала привода на большие углы, а шаговый двигатель — на малые. Величины углов, отрабатываемые каждым двигателем, выбираются пропорционально соотношению ресурсов этих двигателей и требуемого угла поворота выходного вала электропривода. 3 ип

2002360

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматизированным дискретным электроприводэм, Широкое применение в различных областях машиностроения дискретных электроприводов, базирующихся на использовании шаговых двигателей, сталкивается с проблемой малого ресурса этих двигателей относительно ресурса двигателей некоторых других типов, Основное преимущество шаговых двигателей возможность непосредственной работы от различного рода дискретных устройств — является в ряде случае наиболее привлекательным для проектировщиков при выборе исполнительных двигателей и систем управления ими, Данные обстоятельства становятся весьма актуальными при создании электроприводов космических платформ при длительном времени их эксплуатации, 20

В этом случае ресурс работы приводов определяет ресурс эксплуатации всей платформы, смена на орбите которой является дорогостоящим мероприятием. Поэтому стоит задача увеличения ресурса работы ди- 25 скретного электропривода, базирующегося на использовании шагового двигателя.

Известен дискретный электропривод, базирующийся на использовании шагового двигателя, работающего по разомкнутому З0 контуру. Основным недостатком данного электропривода является, ввиду его чисто распределительно-усиливающей схемы управления, поступающие извне сигналы без учета особенностей работы электроприво- З5 да, скачкообразное, шаговое движение ротора двигателя без возможности его плавного перехода или коррекции движения из одного устойчивого углового состояния в другое, что приводит.в свою очередь к 40 тому, что в подвижных частях подшипников шагового двигателя смазка подшипников вытесняется скачкообразно из зоны действия этих частей, что приводит к тому, что смазка не выполняет своих функций и, как <б следствие, сокращается ресурс работы двигателя.и дискретного электропривода соответственно.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является дискретный электро- 50 привод, базирующийся на использовании шагового двигателя и работающий по разомкнутому контуру. который взят за прототип и состоит из информационного входа управления, информационного входа направле- 55 ния вращения, входного контроллера, логического блока, инвертора, шагового двигателя, силового редуктора.

Реализуемое прототипом инкрементное движение шагового двигателя позволяет расширить границы его применения за счет увеличения ресурса и, как следствие, базирующегося на нем дискретного электропривода, что обьясняется тем обстоятельством, что при данном характере движения в подвижных частях подшипников шагового двигателя смазка подшипников не вытесняется скачкообразно из зоны действия этих частей, как если бы имело место при движении выходного вала двигателя, характерного его движению при отработке им единичного импульса управления, что привело бы к тому, что смазка не выполняла бы своих функций и, как следствие, сократился бы ресурс работы двигателя и дискретного электропривода соответственно, Недостатком прототипа является то, что максимально возможный ресурс его работы ограничен прежде всего ресурсом самого шагового двигателя, в частности ресурсом его подшипников. При этом значительного увеличения ресурса дискретного привода за счет организации работы шагового двигателя в инкрементном режиме достичь не удается.

Целью изобретения является увеличение ресурса работы дискретного электропривода.

Цель достигается тем, что в дискретном электроприводе дополнительно используют блок раздельного управления каналами, блок управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, бесколлекторный двигатель постоянного тока, датчик угла бесколлекторного двигателя постоянного тока, силовой редуктор канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, муфту сцепления канала шагового двигателя, муфту сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, выходной силовой редуктор привода, датчик угла, выход которого соединен с первым входом блока раздельного управления каналами, второй вход которого соединен с информационным входом управления, третий вход блока раздельного управления каналами соединен с информационным входом направления вращения, первый вход блока раздельного управления каналами соединен с первым входом муфты сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, второй выход блока раздельного управления каналами соединен с первым входом муфты сцепления канала шагового двигателя, третий и четвертый выходы блока раздельного управления каналами соединены соответственно с вторым и третьим входами блока управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, пятый выход блока раздельного управления каналами соединен с входным контроллером, шестой выход бло2002360

va раздельного управления каналами соединен с вторым входом логического блока, выходы блока управления бесколлекторного двигателя постоянного тока соединены с соответствующими входами фаз бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход которого соединен с входом силового редуктора канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, а также с входом датчика угла бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход которого соединен с первым входом блока управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход силового редуктора канала бесколлекторного двигателя постоянного тока соединен с вторым входом муфты сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход которой соединен с первым входом выходного силового редуктора привода, выход которого соединен с входом датчика угла, выход силового редуктора соединен с вторым входом муфты сцепления канала шагового двигателя, выход которой соединен с вторым входом выходного силового редуктора привода, Бесколлекторный двигатель постоянного тока выполняет функцию двигателя, обеспечивающего поворот выходного вала привода на большие углы, а шаговый двигатель — на малые, обеспечивая точность позиционирования всего привода, сохраняя при этом общий дискретный характер его работы. Двигатели работают во времени раздельно друг от друга, величины углов, отрабатываемые приводом с помощью каждого из них, выбираются блоком раздельного управления каналами пропорционально соотношению ресурсов двигателей и величине требуемого угла поворота выходного вала привода таким образом, чтобы сумма величин углов, отработанных посредством раздельной работы каждого двигателя, равнялась с точностью погрешности измерения датчика угла величине требуемого угла поворота выходного вала привода. К примеру, на сегодня ресурс работы лучших образцов бесколлекторных двигателей постоянного тока в 5-11 раз превышает ресурс работы лучших образцов шаговых двигателей.

Анализ патентной и технической литературы не выявил известность предложенной совокупности существенных признаков данного технического решения, которая позволяет увеличить ресурс работы дискретного злектропривода, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям изобретения "новизна" и "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена структурная схема дискретного электропривода.

Дискретный электропривод состоит из информационного входа 1 управления, информационного входа 2 направления вращения, входного контроллера 3. логического блока 4, инвертора 5, шагового двигателя 6, силового редуктора 7, блока 8 раздельного управления каналами, блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, бесколлекторного двигателя 10 постоянного тока, силового редуктора

11 канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, датчика 12 угла бесколлекторного двигателя постоянного тока, муфты

13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, муфты 14 сцепления канала шагового двигателя, выходного силового редуктора привода 15, датчика

16 угла, выход которого соединен с первым входом блока 8 раздельного управления каналами, второй вход которого соединен с информационным входом 1 управления, третий вход блока 8 раздельного управления каналами соединен с информационным входом 2 направления вращения, первый выход блока 8 раздельного управления каналами соединен с первым входом муфты 13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, второй выход блока

8 раздельного управления каналами соединен с первым входом муфты 14 сцепления канала шагового двигателя, третий и четвертый выходы блока 8 раздельного управления каналами соединены соответственно с вторым и третьим входами блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, пятый выход блока 8 раздельного управления каналами соединен с входом контроллером 3, шестой выход блока 8 раздельного управления каналами соединен с вторым входом логического блока 4, выходы блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока соединены с соответствующими входами фаз бесколлекторного двигателя 10 постоянного тока, выход которого соединен с входом силового редуктора 11 канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, а также с входом датчика угла 12 бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход которого соединен с первым входом блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход силового редуктора 11 канала бесколлекторного двигателя постоянного тока соединен с вторым входом муфты 13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, выход которой соединен с первым входом выходного силового редуктора привода 15, выход которого соединен с входом датчика 16 угла, выход силового редуктора 7 соединен с вторым входом

2002360 муфты 14 сцепления канала шагового двигателя. выход которой соединен с вторым входом выходного силового редуктора привода

15, выход входного контроллера 3.соединен с первым входом логического блока 4, каждый выход которого соединен с соответствующим входом инвертора 5, каждый выход которого соединен с соответствующим входом фаз шагового двигателя 6, выход которого соединен с входом силового редуктора 7, В качестве блока раздельного управления каналами использован блок, структурная схема которого представлена на фиг. 2 и состоит из регистра 17, содержащего кодовую комбинацию сигналов, соответствующих величине отработанного угла поворота выходного вала привода, регистра 18, содержащего кодовую комбинацию сигналов, соответствующих величине требуемого угла поворота выходного вала привода, триггера

19, содержащего сигнал, определяющий требуемое направление вращения выходного вала привода, постоянного запоминающего устройства 20, содержащего номинальную величину ресурса заранее выбранного типа бесколлекторного двигателя постоянного тока, постоянного запоминающего устройства 21, содержащего номинальную величину ресурса заранее выбранного типа шагового двигателя, постоянного запоминающего устройства 22, содержащего суммарную величину передаточных отношений силового редуктора и выходного силового редуктора привода, центрального управляющего устройства 23, регистра 24, содержащего сигналы управления на муфты сцепления обоих каналов привода, регистра 25, содержащего кодовую комбинацию сигналов, соответствующих величине угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, триггера 26, содержащего сигнал, определяющий направление вращения выхода бесколлекторного двигателя постоянного тока, регистра 27, содержащего кодовую комбинацию сигналов. соответствующих величине угла поворота выходного вала шагового двигателя, триггера 28, содержащего сигнал, определяющий направление вращения выхода шагового двигателя, При этом блок раздельного управления каналами выполняет следующие функции;

1) Формирует содержимое регистра 24.

При этом исходное состояние регистра

24 до начала отработки требуемой величины угла поворота выходного вала привода соответствует наличию на первом выходе блока раздельного управления каналами сигнала управления высокого уровня, на втором вы5

55 ходе — сигнала управления низкого уровня, что соответствует механическому сцеплению выхода силового редуктора канала бесколлекторного двигателя постоянного тока с соответствующим входом выходного силового редуктора привода и отсутствию аналогичного сцепления по каналу шагового двигателя. B исходном состоянии регистр 17 содержит нулевую кодовую комбинацию сигналов. По мере отработки величины требуемого угла поворота выходного вала привода изменяется содержимое регистра 17, которое поступает в оперативное запоминающее устройство центрального управляющего устройства 23. Одновременно в оперативное запоминающее устройство центрального управляющего устройства 23 заносится содержимое регистров 18 и 25, где осуществляется сравнение путем вычитания содержимого регистра 17 с содержимым регистра 25. Если разность отрицательна, то состояние регистра 24 становится идентичным исходному состоянию, В противном случае, осуществляется сравнение путем вычитания содержимого регистра 17 с содержимым регистра 18, Если разность не отрицательна с точностью погрешности измерения датчика угла, то центральное управляющее устройство 23 заносит в регистры 17, 25, 27 нулевые кодовые комбинации сигналов, в противном случае, центральное управляющее устройство 23 изменяет содержимое регистра 24 на инверсное, что соответствует механическому сцеплению выхода силового редуктора с соответствующим входом выходного силового редуктора привода и отсутствию аналогичного сцепления по каналу бесколлекторного двигателя постоянного тока, 2) Формирует содержимое регистров

25, 27.

При этом исходными состояниями реги.стров 25 и 27 до начала отработки требуемой величины угла поворота выходного вала привода являются нулевые кодовые комбинации. При поступлении кодовой комбинации сигналов в регистр 18 центральное управляющее устройство 23 заносит в свое оперативное запоминающее устройство содержимое регистра 18, постоянного запоминающего устройства 20, постоянного запоминающего устройства 21, постоянного запоминающего устройства 22, Для формирования содержимого регистра 25 центральное управляющее устройство 23 путем отношения соответствующей величины, содержащейся в постоянном запоминающем устройстве 20, к величине, получаемой в результате сложения соответствующих величин. содержащихся в посто2002360

20

50

55 янном запоминающем устройстве 20 и постоянном запоминающем устройстве 21, а затем перемножения величины полученного результата на величину содержимого регистра 18, вырабатывает кодовую комбинацию сигналов, соответствующую величине угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока с учетом ресурсов работы двигателей, а также величины требуемого угла поворота выходного вала привода, Данная комбинация сигналов поступает в регистр 25.

Формирование содержимого регистра

27 происходит следующим образом. Центральное управляющее устройство 22 аналогично, путем отношения соответствующей величины, содержащейся в постоянном запоминающем устройстве 21, к величине, полученной в результате сложения соответствующих величин, содержащихся в постоянном запоминающем устройстве 20 и постоянном запоминающем устройстве 21, а затем перемножения величины полученного результата на величину содержимого регистра 18 и на величину содержимого постоянного запоминающего устройства 22, вырабатывает кодовую комбинацию сигналов, соответствующую величине угла поворота выходного вала шагового двигателя.

Данная комбинация сигналов поступает в регистр 27, 3) Формирует содержимое триггеров

26, 28.

При этом при принятом заранее способе коммутации питания фаз бесколлекторного двигателя постоянного тока и шагового двигателя, осуществляющем вращение выходного вала привода в определенном, например, положительном направлении, а также согласованности преобразования вращения силовыми редукторами обоих каналов привода, формирование содержимого триггеров 26, 28 в случае, когда данные способы коммутации питания фаз двигателей осуществляют вращение выходного вала привода в одном направлении, осуществляется путем занесения содержимого триггера 19 в триггеры 26, 28. В противном случае, при вращении выходного вала в разных направлениях при работе отдельных каналов привода содержимое триггера 19 в центральном управляющем устройстве 23 инвертируется и заносится в тот триггер (26 или 28), соответствующий канал которого осуществляет при заданном содержимом триггера 19 обратное направление вращения выходного вала привода, В другой триггер по отношению к данному триггеру заносится содержимое триггера

19.

В качестве блока управления бесколлекторного двигателя постоянного тока использован блок, структурная схема которого представлена на фиг 3, и состоит из регистра 29, содержащего кодовую комбинацию сигналов, соответствующих величине отработанного угла поворота выходного вала бесколлекторного двигателя постоянного тока, регистра 30, содержащего кодовую комбинацию сигналов, соответствующих величине угла поворота выходного вала привода при. работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, триггера 31, содержащего сигнал, определяющий направление вращения выхода бесколлекторного двигателя постоянного тока, постоянного запоминающего устройства 32, содержащего величину максимально возможной скорости вращения выходного вала привода при работе только канала шагового двигателя, постоянного запоминающего устройства 33, содержащего суммарную величину передаточных отношений силового редуктора канала бесколлекторного двигателя постоянного тока и выходного силового редуктора привода, логической схемы 44 контроля и управления работы бесколлекторного двигателя постоянного тока, инвертора 35 бесколлекторного двигателя постоянного тока.

При этом блок управления бесколлекторного двигателя постоянного тока выполняет следующие функции.

При поступлении кодовой комбинации сигналов в регистр 30 логическая схема 34 контроля и управления работы бесколлекторного двигателя постоянного тока заносит в свое оперативное запоминающее устройство данные сигналы, а также содержимое постоянного запоминающего устройства 33 и содержимое регистра 29, которое в исходном положении содержит нулевую кодовую комбинацию сигналов, Пропорционально величине разности сигналов регистра 29, поделенных на содержимое постоянного запоминающего устройства 33, и сигналов регистра 30 логическая схема 34 вырабатывает импульсы управления фазами бесколлекторного двигателя постоянного тока в соответствии с законами широтно-импульсной модуляции. При поступлении сигнала о направлении вращения бесколлекторного двигателя постоянного тока из триггера 32, а также сигналов из постоянного запоминающего устройства 32 в логическую схему 34 данные импульсы управления фазами бесколлекторного двигателя постоянного тока преоб2002360

5

35

50

55 разуются к виду импульсов, частота следования которых по линиям связи на инвертор

35 бесколлекторного двигателя постоянного тока соответствует максимально возможной скорости вращения бесколлекторного двигателя постоянного тока на заданном содержимым. регистра 30 величине угла в заданном содержимым триггера 31 направлении таким образом, что при равенстве содержимого регистра 29, поделенного на содержимое постоянного запоминающего устройства 33, и содержимого регистра

30 скорость вращения бесколлекторного двигателя постоянного тока соответствует величине содержимого постоянного запоминающего устройства 32. Инвертор 35 бесколлекторного двигателя постоянного тока преобразует импульсы управления к виду сигналов, воспринимаемых фазами бесколлекторного двигателя постоянного тока. После отработки заданного угла поворота выходного вала привода, содержащегося в регистре 30, логическая схема 34 заносит в регистр 29 нулевую кодовую комбинацию сигналов, а также перестает вырабатывать импульсы управления фазами бесколлекторного двигателя постоянного тока, Принцип действия предлагаемого дискретного злектропривода заключается в следующем.

По информационному входу 1 управления на второй вход блока 8 раздельного управления каналами подается кодовая комбинация сигналов, соответствующая определенной заданной величине угла поворота выходного вала привода относительно его углового положения в данный момент времени, По информационному входу 2 направления вращения на третий вход блока

8 раздельного управления каналами поступает сигнал, определяющий направление . вращения выходного вала привода. Блок 8 раздельного управления каналами формирует сигналы управления на муфты 13, 14 сцепления обоих каналов. При этом с момента начала отработки требуемой величины угла поворота выходного вала привода и до момента, когда отработанная величина угла поворота с точностью погрешности измерения датчика 16 угла сравнивается с величиНой угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, сигналы управления формируются таким образом, что на первом выходе блока 8 раздельного управления каналами присутствует сигнал высокого уровня, а на втором выходе блока 8 раздельного управления каналвми — низкого. Одновременно блок 8 раздельного управления каналами формирует величины углов отработки выходного вала привода при раздельной работе его каналов с учетом требуемой величины отработки и ресурсов двигателей. При этом кодовая комбинация сигналов, соответствующая величине угла отработки для канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, через третий выход блока 8 раздельного управления каналами поступает на второй вход блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока. Кроме того, в соответствии с сигналом, поступившим на третий вход блока 8 раздельного управления каналами, данный блок формирует сигналы направления вращения выходов обоих каналов, При этом сигнал, соответствующий каналу бесколлекторного двигателя постоянного тока, через четвертый выход блока 8 раздельного управления каналами поступает на третий вход блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока.

Кодовая комбинация сигналов, соответствующая величине угла отработки для канала шагового двигателя, а также сигнал направления вращения для этого канала, с момента начала отработки требуемой величины угла поворота выходного вала привода и до момента, когда отработанная величина угла поворота с точностью погрешности измерения датчика 16 угла сравнивается с величиной угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, соответственно с пятого и шестого выходов блока 8 раздельного управления каналами на входной контроллер 3 и второй вход логического блока 4 не поступают, Под действием сигналов управления, поступившим на первые входы муфты 13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока и муфты 14 сцепления канала шагового двигателя, данные муфты отрабатывают эти сигналы следующим образом. Если на первом входе любой из этих муфт присутствует сигнал высокого уровня, то муфта осуществляет меха.ническое сцепление своего второго входа со своим выходом, что соответствует механическому сцеплению соответствующего канала привода с выходным силовым редуктором привода. В противном случае, когда на первом входе муфты присутствует сигнал низкого уровня, механического сцепления не происходит. Таким образом, с Мо мента начала отработки требуемой величины угла поворота выходного вала привода и до момента отработки с точностью погрешности измерения датчика 16 угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока канал бескол13

2002360 лекторного двигателя постоянного тока находится в состоянии механического сцепления с выходным силовым редуктором привода 15, а канал шагового двигателя— нет. Под действием кодовой комбинации сигналов, а также сигнала направления вращения блок 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока вырабатывает импульсы управления на соответствующие фазы бесколлекторного двигателя 10 постоянного тока, который под действием их влияния приводит в движение свой выходной элемент — ротор. При этом срабатывает датчик 12 угла бесколлекторного двигателя постоянного тока, который вырабатывает кодовую комбинацию сигналов, соответствующую величине отработанного таким образом угла поворота бесколлекторного двигателя 10 постоянного тока. Данная кодовая комбинация поступает на первый вход блока 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока. Одновременно механическое перемещение выхода бесколлекторного двигателя 10 постоянного тока поступает на вход силового редуктора 11 канала бесколлектрного двигателя постоянного тока, который преобразует его к перемещению, являющемуся согласованным для первого входа силового редуктора привода 15. Данное перемещение поступает на второй вход муфты 13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, которая уже находится к этому времени в состоянии механического сцепления.

Перемещение через выход этой муфты поступает на первый вход выходного силового редуктора привода 15, который преобразует его в угловое перемещение своего выходного элемента, являющегося выходным валом привода. Срабатывает датчик 16 угла, который вырабатывает кодовую комбинацию сигналов, соответствующую величине отработанного таким образом углового перемещения. Данная кодовая комбинация сигналов поступает на первый вход блока 8 раздельного управления каналами, Вышеописанный процесс повторяется по мере отработки угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока.

Когда же отработанная таким образом величина угла поворота с точностью погрешности измерения датчика 16 угла сравняется с величиной угла поворота выходного вала привода при работе только канала бесколлекторного двигателя постоянного тока, блок 8 раздельного управления каналами изменяет сигналы управления на обе муфты

13, 14 сцепления на инверные, прекращет выдачу сигналов через свои третий и четвер5

S0

55 тый выходы и выдает сигналы с пятого и шестого выходов соответственно на входной контроллер 3 и второй вход логического блока 4. Одновременно блок 9 управления бесколлекторного двигателя постоянного тока перестает вырабатывать импульсы управления на бесколлекторный двигатель 10 постоянного тока. Под действием новых сигналов управления с первого и второго выходов блока 8 раздельного управления каналами муфты 14 сцепления канала шагового двигателя осуществляет механическое сцепление своего второго входа с выходом, а муфта 13 сцепления канала бесколлекторного двигателя постоянного тока осуществляет механическое разьединение своего второго входа с выходом. Под действием сигналов с пятого выхода блока 8 раздельного управления каналами входной контроллер 3 вырабатывает последовательность импульсов, количество которых в свою очередь определяется кодовой комбинацией сигналов, поступивших на его вход, а период следования которых определяется заранее выбранной величиной инкремента, типом шагового двигателя, и в первый момент времени отработки соответствует максимально возможной скорости вращения шагового двигателя 6, последовательность которых во времени соответствует инкрементному торможению шагового двигателя

6 до его полного останова. При этом входной контроллер 3 реализует так назывваемое инкрементное движение шагового двигателя. что обеспечивает плавность движения ротора двигателя вследствие уменьшения величины его колебаний. Эта последовательность импульсов поступает на первый вход логического блока 4. В зависимости от сигналов, поступивших на его оба входа, логический блок 4 вырабатывает сигналы по линия связи, соответствующим фазам шагового двигателя 6, частота следования которых определяется частотой поступленияимпульсов на его первый вход, а последовательностьь возбуждения фаз — направлением вращения, соответствующего сигналу, поступившему на его второй вход, и заранее выбранным спосбом коммутации фаз. Данные сигналы с выходов логического блока 4 поступают на соответствующие входы инвертора 5. который преобразует их к виду сигналов, воспринимаемому фазами шагового двигателя 6. При этом если потенциал выходных сигналов с логического блока 4 низкий, то сигналы с соответствующих выходов инвертора 5 на соответствующие фазы шагового двигателя 6 не поступают. Если же потенциал высокий, то возбуждается соответствующая фаза двигателя. Под дейст2002360

5

20 вием сигналов с выходов инвертора 5 ротор шагового двигателя 6 прходит в движение, характеризующееся скоростью, определяемой частотой следования сигналов с выходов инвертора 5, Механическое перемещение ротора шагового двигателя 6 поступает на вход силового редуктора 7, перемещение выхода которого поступает на вход силового редуктора 7, перемещение выхода которого посредством муфты 14 сцепления канала шагового двигателя поступает на второй вход выходного силового редуктора привода 15. Выходной силовой редуктор привода 15 преобразует это перемещение в угловое перемещение своего выходного элемента, являющегося выходным валом привода, Срабатывает датчик 16 угла.

Кодовая комбинация сигналов, вырабатываемая им, поступает на первый вход блока 8 раздельного управления каналами.

Формула изобретения

ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий шаговый двигатель, механически связанный с силовым редуктором, инвертор, каждый выход которого соединен с соответствующим входом шагового двигателя, входной контроллер с информационным входом управления шаговым двигателем и логический блок управления с информационным входом направления вращения шагового двигателя, другой вход которо о соединен с выходом входного контроллера, а каждый его выход соединен с соответствующим входом инвертора, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса его работы, введены бесколлекторный двигатель постоянного тока, силовой редуктор и датчик угла, механически связанные с бесколлекторным двигателем постоянного тока, блок управления бесколлекторным двигателем постоянного тока, составленный из инвертора, двух постоянных запоминающих устройств, трех регистров, логической схемы контроля и управления, входы которой соединены с выходами постоянных запоминающих устройств и регистров, а выходы - с входами инвертора, выходы которого являются выходами блока управления бесколлекторным двигателем постоянного тока, блок раздельного управления двигателями, составленный из трех постоянных запоминающих устройств, восьми регистров и формирователя раздельного управления указанными двигателями, входы которого

По мере отработки требуемого угла поворота выходного вала привода посредством работы только канала шагового двигателя с точностью погрешности измерения датчика

16 угла блок 8 раздельного управления каналами преобразует сигналы управления на муфты 13 и 14 сцепления на инверсные, а также прекращает выработку других сигналов на остальные свои выходы и привод прекращает работу.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет увеличить ресурс работы дискретного электропривода, (56) Дискретный электропривод с шаговыми двигателями/Под ред. М,Г.Чиликина. M.;

Энергия, с. 23-24.

Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорное управление. М., Энергоатомиздат, 1987, с. 101. соединены с выходами постоянных запоминающих устройств и первых трех регистров, а выходы - с входами остальных регистров, выходы которых являются выходами блока раздельного управления указанными двигателями, две муфты

3Q сцепления, Kansas из которых механически связана с соответствующим силовым редуктором и с введенным выходным силовым редуктором, который механически связан с введенным

35 датчиком угла электропривода, выход которого соединен с первым входом блока раздельного управления указанными двигателями, второй и третий входы которого соединены с информационными ши40 нами управления и направления вращения электропривода, а первый и второй выходы - с управляющими входами муфт сцепления, третий и четвертый выходы соединены соответственно с вторым и

45 третьим входами блока управления бесколлекторным двигателем постоянного тока, пятый выход - с информационным входом управления шаговым двигателем входного контроллера, шестой выход - с информаци50онным входом направления вращения логического блока управления, выходы блока управления бесколлекторным двигателем постоянного тока соединены с соответствующими входами бесколлекторного дви55гателя постоянного тока, выход датчика угла которого соединен с первым входом блока управления бесколлекторным двигателем постоянного тока.

2002360

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор А.Бер

Заказ 3177

Составитель 8, Сыромятников

Техред М.Моргентал КоРРектоР М.Петрова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5