Патент ссср 266365

 

O П И С А Н И Е 266365

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19 Vill.1968 (№ 1264636/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.III.1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 6ХП.1970

K,ë, 42m::, 11/00

42гп 15/46

МПК 6 06f 11/00

G 06f 15/46

УДК 681.326.75(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. И. Ларченко и В. И. Кокаренко

Институт автоматики

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЯ ШАГОВОГО

ДВ И ГАТ ЕЛ Я

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны устройства для контроля движения шагового двигателя (ШД), например четырехфазного с реактивным ротором, включающие датчик сигналов о вращешш ротора двигателя, преобразователь, реп стрпрующее усIpoHcTBQ и коммутатор.

Изве тные реактивные и активные шаговые электродвигатели, содержащие безобмоточный зубчатый ротор или постоянные магчиты на роторе соответственно и обмотку управления, пазмещенную на полюсах статора, не обеспеают контроля отработки шага и требуют пазработки специальных датчиков отраоотки угла поворота. Создание малоинерционных датчиков отработки шага для шаговых микродвигателей и особенно двигателей с малой величиной единичного шага представляет значи тельные трудности, поскольку моменты инерции и трения подвижной части датчика могут зчачительно превосходить аналогичные моменты ШД. Кроме того, необходимо учитывать то обстоятельство, что характер движения ротора

ШД существенно зависит от режима работы.

Если на:высоких частотах можно считать, что ротор движется почти с постоянной угловой скоростью, то на низких частотах (режихт одиночных шагов) и при остановке ротор совершает колебательные движения, причем его скорость носит закономерный характер. Это приводит к тому, что сигнал, даваемый датчиком, по форме и амплитуде может изменяться в довольно широких пределах.

5 Предложенное устройство отличается от известных тем, что oHD содержит схе>, у совпадения, один вход которой связан через преобразователь с датчиком сигналов, в качестве которого используется другой шаговый двига10 тель, при этом валы их связаны жестко, другой вход схемы совпадения через другой преобразователь соединен с коммутатором, а выход схемы совпадения соединен с регистрирующим устройством.

15 Контроль движения шагового двигателя осуществляется по преобразованным и усиленным электрическим импульсам, получаемым от электронного коммутатора и датчика угла, в качестве которого использован другой шаговый

20 двигатель, имеющий обмотку подмагнп швания (в случае реактивного ШД) и магнутную с Icтему, подобную испытуемому ШД. Устройство отличается простотой и позволяет измерять в широком диапазоне рабочих частот полный

25 угол поворота и число QTpBQQTBHHbIx шагов исследуемого шагового двигателя.

На чертеже показана схема описанного устройства.

Схема включает электронный коммутатор 1, 30 который подключен к шаговому двигателю 2, 266365

Зо ф — ноя д

50 на одном валу с шаговым двигателем сидиг да1чик 8 отработки шагов, который через преобразователь и усилитель 4 подсоединен к схеме 5 совпадени». Через формирователь б импульсов схема 5 подключена к коммутатору 1.

На выходе схемы б имеется регистрирующее устройство (счетчик импульсов) 7.

Упр авля:ощие импульсы, определяющие движение двигателя 2, поступают на вход коммутатора 1. В качестве датчика 3 используегся вспомогательный шаговый двигатель, сидящий на однсм валу с основным двигателем и имеющий магнитную систему, аналогичную магнитной системе последнего. Датчик имеет фазные (измерительные) и одну подмагничивающую обмотку в случае использования реактивного ШД или только измерительные оомотки в случае применения активного ШД.

Рассмотрим для примера работу устройства, в котором в качестве датчика использован четырехфазный восьмиполюсный реактивный шаговый двигатель.

Если пренебречь магнитным сопротивлением железа и торцовыми потоками рассеяния, то при учете только первой гармоники магнитной проводимости воздушного зазора имеем следующие выражения для магнитных потоков полюсов восьмиполюсной конструктии магнитной цепи где W„,„— число витков подмагничивающей катушки, расположенной на одном полюсе; — ток подмагничивающей катушки, расположенной на одном полюсе;

zz -- порядковый номер полюса, раоположенного пс окружности расточки статора (W= 1, 2, 3,... 8);

,„= z.a(l+acos (9+(и+ 1) 0)(— магнитная проводимость воздушного зазора IIод и-ым полюсом;

Ош — сдвиг между двумя сме>кными полюсами, эл град.; а — относителbная ам пли гуда переменной составляющей магнитной проводим.ости.

При вращении ротора датчика со скоростью

0> в измеригельных обмотках, уложенных на полюсах, наводится э.д.с. вращения, равная

1л > и н (ф

5

Информация, получаемая от рассматриваемого датчика в виде синусоидального напряжения, по четырем каналам поступает на усилитель-преобразователь. С выхода усилителей импульсы прямоугольной формы, соответствующие, например, положительным полупериодам синусоиды, поступают на схему совпадения, которая обеспечивает появление разрешающего импульса на выходе одного из четырех элементов совпадения только тогда, когда придет управляющпи импульс от коммутатора

ШД. Этот управляющий импульс получается от формирователя б и по длительности должен быть значительно меньше чем полупериод собственных колебаний шагового двигателя.

По количеству импульсов на выходе схемы

5 измеряют полный угол поворота ротора исследуем oro ШД.

Описанное устройство обеспечивает получение информ ации (в дискретной форме), котсрая соответствует истинному движению ротора исследуемого шагового двигателя и не пропускает всю ту информацию, которую выдает датчик отработки шага в результате колебаний ротора ШД.

Приведенное устройство может быть использовано для исследования не только четырехфазных реактивных, но и двухфазных активHbIx ШД. Аналогично описаннсму может быть выполнено устройство для контролл движения шаговых двигателей, имеющих шесть .и более фаз.

Предмет изобретения

Устройство для контроля движения шагового двигателя, например четырехфазного с реактивным ротором, содер>к",ùåå датчпк сигналов о вращении ротора двигателя, преобразователь, регистрирующее устройство и коммутатор, отличающееся тем, что, с целью повьiшенпл дсстсверностп контролл во всем диапазоне частот и увеличения точности измерения угла поворота шагового двигателя, оно содержит схему совпадения, один вход которой свлзан через преобразователь с датчиком сигналов, в качестве которого используется другой шаговый двигатель, при этом валы их связаны жестко, другой вход схемы совпадения через другои пресбразователь соединен с коммутатором, а выход схемы совпадения соединен с регистрирующим устройством.

266365

Составитель Б, K. Волчков

Редактор Н. Г. Михайлова Техред А. А. 1 амышникова 1 орректор Л. Б. Бадылама

Заказ 1709/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ 1(омитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, К-35, Рау!нская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2