CS195054B1 - Kompenzačný obvod krokového motora k zlepšeniu jeho dynamických vlastností a energetickej bilancie ovládača - Google Patents

Description

SOCIALISTICKÁ I POPIS VYNÁLEZU

"""ť" K AUTORSKÉMU OSVĚDČENIU 195054 (11) (Bl)

(51) Int. Cl.3H 02 P 8/00 /22/ Přihlášené 03 05 77/21 / /PV 2865-77/

Zverejnené 28 04 79

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 04 82

A OBJEVY (75)

Autor vynálezu KALAS VÁCLAV prof. ing. CSc., BRATISLAVA (54) Kompenzačný obvod krokového motora k zlepšeniu jeho dynamickýchvlastností a energetickej bilancie ovládača

Vynález sa týká kompenzačného obvodu kro-kového motora k zlepšeniu jeho dynamickýchvlastnosti a energetickej bilancie ovládača.

Známe zapojenia ovládačov krokových roo-torov sú za účelom zlepšenia dynamickýchvlastností týchto pohonných jednotiek kon-cipované ako prúdové zdroje, a to bud použi-tím poměrně velkých odporových jednotiekv obvodoch riadiacich vinutí krokového mo-tora, čo výrazné znižuje energetické bilan-ciu zariadenia, alebo tieto systémy pracujús uzatvorenými regulačnými obvodmi prúdu,so snímačmi prúdu, s regulátormi prúdu s~príslušnými akcnými členmi, resp. aj s re-gulátormi napátia. Okrem toho sa používajúk zlepšeniu dynamických vlastností krokové-ho motora uzatvorené systémy riadenia sosnímačom polohy r.otora motora, ktoré vyža-dujú inřormáciu o rýchlosti motora, zložitélogické si^te a často tiež členy s premenlí-vým dopravným oneskorením, ktoré je závisléna rýchlosti motora. Iná trieda riadeniakrokových motorov je založená na aplikáciičasovooptimálneho riadenia týchto sústav,pričom riadiace systémy sa taktiež vyznaču-jú poměrně velkou zložitosúou.

Uvedené nedostatky odstraňuje kompenzač-ný obvod krokového motora podlá vynálezu,ktorého podstata spočívá v tom, že na obvodkrokového motora je připojený kompenzačnýobvod krokového motora k zlepšeniu jeho dy-namických vlastností a energetickej bilancieovládača.. V obvode krokového motora je kro-kový motor spoločným bodom riadiacich vinutípřipojený cez predtadný odpor na kladný pólnapájacieho zdroja obvodu krokového motoraa druhé konce riadiacich vinutí sú cez kon- cové spínacie tranzistory v sérii so spo-locným pracovným odporom připojené na zápor-ný pol napájacieho zdroja obvodu krokovéhomotora. Na bázu spínacích tranzistorov jepřipojený elektronický komutátor a paralel-né k riadiacim vinutiam krokového motora jepřipojená vetva cirkulácíe jalověj energie,v. ktorej sú v sérii zapojené jedna z dioda spoločný odpor. Kompenzačný obvod pozo-stáva z výkonového tranzistora, ktorý jeemitorom připojený na záporný pól napájacie-ho zdroja obvodu krokového motora a ďalejcez pracovný odpor aj na záporný pól napá-jacieho zdroja kompenzačného obvodu. Ďalejna bázu výkonového tranzistora je připoje-né emítorovým vývodom aspoň jednostupňovéDarlingtonové zapojenie, ktorého kolektorovývývod je připojený na kolektor výkonovéhotranzistora. Na kolektor je ďalej připojenýaj kladný pól napájacieho zdroja kompenzač-ného obvodu, ktorý je cez Zennerovu dioduparalelné zapojenu s prvým pomocným odporom,připojený na bázový vývod aspoň jednostup-ňového Darlingtonovho zapojenia, pričomtento je cez budiaci odpor připojený jednakna spoločný bod riadiacich vinutí krokovéhomotora a jednak cez druhý pomocný odpor jepřipojený na záporný pól napájacieho zdrojakompenzačného obvodu.

Pokrok kompenzačného obvodu podlá vynále-zu spočívá predovšetkým v tom, že zapojeniekrokového motora s korapenzačným obvodom akoprúdovým zdrojom je založené na zrychleníelektromagnetických přechodných dejov v kro-kovom motore. Kompenzačný obvod sa vyznaču-je tnimoriadnou j ednoduchos čou a dobrou ener-getickou bilanciou. Kompenzačný obvod potlá- 195054

Claims (1)

195054 ča do značnej miery vplyv' vlastných indukč-nosti riadiacich vinutí, ako aj vplyv in-dukovaných napatí od vzájomných magnetic-kých vRzieb. Vzhladom k tomu, že ide o za-pojenie so spoločným kolektorom, má dobrévlastnosti z hladiska sťabilnej činnosti ipri velkých změnách parametrov a napájacie-ho napRtia. Charakter zapojenia kompenzač-ného obvodu umožňuje do značnej mieryzvládnut i prepRtové javy v systéme, ktorévznikajú rýchlymi změnami prúdu. Zapojeniesa uplatní najma v oblasti vyšších frekven-ci!, a to nad rezonančnými zónami krokovéhomotora. Kompenzačný obvod zvyšuje zrýchli-telnosí krokového motora a jeho maximálnufrekvenciu. Zariadenie umožňuje realizovatčíslicové servosystémy s velmi dobrými dy-namickými vlastnostami, a to jednak v otvo-rených a jednak v uzatvorěných polohových arýchlostných systémoch. Na pripojenom výkrese je schéma zapoje-nia kompenzačného obvodu pódia vynálezu ajjeho zakomponovanie do ovládača krokovéhomotora. V uvedeněj schéme je krokový motorJ_ s riadiacimi vinutiami VI, V2 ... Vn selektronickým komutátorom 2^ so vstupom £frekvencie riadiacich impulzov X a reverzač-ným vstupom RV a koncovými spínacími tran-zistorami .3 komutátora. Vždy jedna z diod 4_spolu s odporom 5 tvoří vetvu k cirkuláciijalověj energie. Vlastný kompenzačný Obvodpozoetáva z výkonového tranzistore 6^ s pra-covným odporom 7_, s aspoň jednostupňovýmDarlingtonovým zapojením 8^ a s pomocnými od-pormi prvým 9_ a druhým 1 0, ktoré slúžiak nastaveniu pracovného bodu výkonového,tranzistore 6^ na. pokojová hodnotu kolekto-rového prúdu. Kompenzačný obvod je budenýcez poměrně velký budiaci odpor 1 1. Zenne-rova dioda 12 zapojená paralelné k prvémupomocnému odporu 2 slúži ako ochrana kom- P R E D Μ E T penzačného obvodu proti případným prepRtiam.'Kompenzačný obvod je napájaný zo zdroja Un. V obvode napájania krokového motora zo zdro-ja s napRtim Uo je zařáděný poměrně malýpredradný odpor 13. Kompenzačný obvod a celkové zapojeniezariadenia podlá vynálezu pracuje následov-ně: Riadiace vinutia V·), V2, ... Vn kroko-vého motora J_ spolu aj so spínacími konco-vými tranzistormi 3_ tvoria při činnosti za-riadenia premenliv.ú impedanciu. Signálomz tejto impedancie je budený kompenzačnýobvod v zapojeni emitorového sledovača. Napracovnom odpore 2. sa vytvára kompenzačnénapRtie, ktoré do značnej miery kopíruje na-patie na uvedenej premenlivej impedancii.Prúd, ktorý tečie o-bvodom - kladný pól ±Uonapájacieho zdroja obvodu krokového motoruJ_, predradný odpor 1 3, krokový motorspínacie tranzistory 3^, pracovný odpor 7,záporný pól -Uo napájacieho zdroja obvodukrokového motoru j - sa do značnéj. mieryv ddsledku kompenzačnej činnosti obvodu cho-vá ako prúdový zdroj riadený napRtim. NapRtie na riadiacich vinutiach V^, V2, ... Vn krokového motora _1_ a na spínacíchtranzistoroch 3_ budí kompenzačný obvod tvo-řený emitorovým sledovačom a výkonovým tran-zistorom 6, pracovným odporom 7. a pomocnýmiodpormi 9_, 10 a budiacim odporom 1 1 tak, žev obvode krokového motora sú tieto napatiado značnej miery kompenzované, pričom zapo-jenie sa přibližuje k prúdovému zdrojů ria-deného napRtim. Kompenzačný obvod ako dopl-nok ovládačov krokových motorov ako přibliž-ný prúdový zdroj riadený napRtim umožňujerealizovat rýchle elektromagnetické prechod-rné deje v krokovom motore J_, čím sa zlepšízrýchlitelnosť krokového motora, jeho maxi-málna frekvencia a tiež energetická bilan-cia ovládača ako celku. Kompenzačný obvod krokového motora kzlepšeniu jeho dynamických vlastnosti aener.getickej bilancie ovládača, vyznačujúcisa tým, že krokový motor /1/ je spoločnýmbodom riadiacich vinutí /Vj, V2, ... Vn/připojený cez predradný odpor /13/ na klad-ný pól /+Uo/ napájacieho zdroja obvodu kro-kového motora /1/ a druhé konce riadiacichvinutí /V 1 , V2 ... Vn/ sú cez kolektor aemitor koncových spínacích tranzistorov /3/v sérii so spoločným pracovným odporom /7/připojené na záporný pól /-Uo/ napájaciehozdroja obvodu krokového motora /1/, zatialčo na bázu spínacích tranzistorov /3/ jepřipojený elektronický komutátor /2/" a pa-ralelné k i^iadiacim vinutiam /Vj, V2, ··Vn/ krokového motora /1/ je připojená vetvacirkulácie jalověj energie, pozastávajúcazo sériového zapojenia vždy jednej z diod/41, 42, ... 4n/ a spoločného odporu /5/,pričom výkonový tranzistor /6/ kompenzačné-ho obvodu krokového motora /1/ je emitorom Y N A L E Z U připojený jednak na záporný pól /-Uo/ napá-jacieho zdroja obvodu krokového motora /1/a jednak cez pracovný odpor /7/ aj na zá-porný pól /-Un/ napájacieho zdroja kompen-začného obvodu, pričom na bázu výkonovéhotranzistore /6/ je emitorovým vývodom při-pojené aspoň jednostupňové Darlingtonovozapojenie /8/, ktorého kolektorový vývod jepřipojený na kolektor výkonového tranzisto-ra /6/, na ktorý je připojený aj kladný pól/+Un/ napájacieho zdroja kompenzačného ob-vodu, ktorý je cez Zennerovu diodu /12/ pa-ralelné zapojenú s prvým pomocným odporom/9/, připojený na bázový vývod aspoň jedno-stupňového Darlingtonovho'zapojenia /8/,pričom tento je cez budiaci odpor /11/ při-pojený jednak na spoločný bod riadiacichvinuti /V 1, V2, ... Vn/ krokového motora/1/ a jednak cez druhý pomocný odpor /10/je připojený na záporný pól /-Un/ napájacie-ho zdroja kompenzačného obvodu. 1 list výkresov Stverografia. n. p.. aívod 7. Most