Способ старт-стопного управления шаговым электродвигателем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.04.80 (21) 2917333/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

Н 02 P 8/00

Гасударственный комлтет

СССР

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 05.02.82 (53) УДК 621.313..13 (088.8) ло делам нэобретеннй и открытий (72) Автор изобретения

В. А. Федукин

Московский институт электронной техники (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАРТ-СТОПНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам управления шаговыми электродвигателями, и может быть использовано в системах автоматического управления с щаговыми двигателями.

Известен способ старт-стопного управления шаговым двигателем, обеспечивающий отработку единичных шагов без колебаний в конце шага. Данный способ основан на трехкратном реверсивном переключении обмоток двигателя в процессе движения на шаге, причем моменты включения фаз задаются как последовательность интервалов времени, выбираемая исходя из параметров привода (1).

Недостатки указанного способа — низкая помехоустойчивость схем реализации из-за наличия элем=нтов временной задержки и низкий коэффициент полезного действия устройств.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ старт-стопного управления шаговым электродвигателем путем поочередного подключения коммутатором обмоток на каждом шаге к источнику питания двигателя с одновременным снижением тока (2).

С А Н И Е ()9021

Недостатки известного способа — сложность и низкий коэффициент полезного действия привода, обусловленный наличием четырех переключений во время движения ротора на шаге и при фиксации его.

Цель изобретения — упрощение и увеличение коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что к исходной включенной обмотке шагового двигателя подключают смежную с ней обмотку на время отработки шага, после отработки половины шага снижают ток в обеих включенных обмотках и по окончании отработки шага отключают исходную обмотку.

Такое построение способа упрощает и повышает коэффициент полезного действия привода за счет уменьшения количества переключений обмоток двигателя в процессе движения и фиксации ротора на шаге, вследствие чего снижаются требования к величи20 не постоянных времени фазных обмоток и, следовательно, уменьшаются непроизводительные затраты мощности.

На фиг. 1 представлены эпюры синхронизирующего момента, на примере четырехфазного двигателя, поясняющие сущность теля, что обеспечивает смешанную коммутацию фаз с чередованием парного и одиночного включения обмоток двигателя.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении очередного тактового импульса по шине 6 через элемент ИЛИ 5 переключается распределитель 4, обеспечивая через усилитель 3 мощности парное включение исходной и смежной обмоток двигателя 1. Двигатель разгоняется под действием

1с моментов разгона М (фиг. 1). После отработки половины шага импульс с датчика 2 шагов переводит триггер 8 по счетному входу в нулевое состояние с высоким потенциалом на инверсном выходе, которым устанавливается пониженное напряжение на об15 мотках двигателя через регулятор 9 и усилители 3 мощности. При достижении ротором двигателя конца шага импульс с датчика 2 по счетному входу переводит триггер 8 в единичное состояние, восстанавливая номинальный уровень напряжения на обмотках, и через формирователь 7 фронта сигнала с прямого выхода триггера 8 и элемент

ИЛИ 5 переключает распределитель 4 в состояние с одиночным включением смежной фазы двигателя. Ротор в исходном состоянии ждет поступления очередного тактового импульса по шине 6.

Формула изобретения

Способ старт-стопного управления шаговым электродвигателем путем поочередного подключения коммутатором обмоток на каждом шаге к источнику питания двигателя с одновременным снижением тока, отличаюз5 бийся тем, что, с целью упрощения и увеличения коэффициента полезного действия, к исходной включенной обмотке двигателя подключают смежную с ней обмотку на время отработки шага, после отработки половины

40 шага снижают ток в обеих обмотках и по окончании отработки шага отключают исходнуюю об м отку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 262221, кл. Н 02 P 7/62, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 426294, кл. Н 02 P 7/62, 1972.

902194 предлагаемого способа; на фиг. 2 — функциональная схема одного из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Ротор шагового двигателя, нагруженный внешним моментом М„(фиг. 1), первоначально зафиксирован в точке 0> при исходной включенной фазе а с амплитудным значением момента синхронизации М1. Включением одновременно с фазой а смежной фазы б характеристика синхронизирующего момента смещается вправо на половину шага и принимает положение а, б с амплитудой М .

Ротор двигателя разгоняется, приобретая кинетическую энергию разгона, соответствующую заштрихованной площади Wp. По прохождении половины основного шага в точке 0 уменьшают ток в обеих включенных обмотках, амплитуда синхронизирующего момента при этом уменьшается до уровня и/Ч (пунктирная кривая) и накопленная в процессе разгона кинетическая энергия расходуется на процесс торможения в течение второй половины шага. Коэффициент уменьшения амплитуды кривой синхронизирующего момента h выбирается из условий равенства энергий разгона и торможения (заштрихованные площади wpH Мт). При этом ротор подходит к точке фиксации 02 с нулевым запасом кинетической энергии и фиксируется без колебаний в конце шага после отключения обмотки.

Способ старт-стопного управления шаговым электродвигателем может быть реализован, например, устройством, схема которого приведена на фиг. 2.

Шаговый электродвигатель 1 с датчиком

2 шагов на валу подключен к выходам усилителей 3 мощности, связанных входами с выходами распределителя 4. Распределитель 4 входом подключен к выходу логического элемента ИЛИ 5, один вход которого соединен с шиной 6 тактовых импульсов, а второй вход — с выходом формирователя 7, подключенного входом к прямому выходу триггера 8. Инверсный выход триггера 8 через регулятор 9 уровня возбуждения соединен с управляющим входом усилителей мощности, а счетный вход триггера — с датчиком шагов.

Распределитель имеет число состояний, в два раза превышающее число фаз двига902194

Фиг. 1

Составитель 3. Горняк

Редактор М. Янович Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 12413/67 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4