CS217807B1 - Zapojení pro brzdění krokového motoru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení pro brzdění krokového motoru. V zapojení se využívá jednotlivých fází motoru, spínacích prvků a diod. Vinutí fází motoru je bifilérní. Jako spínací prvky jsou využívány výkonové tranzistory. K brzdění je použit transformátor, který je sekundárním vinutím zapojen„na diody, zapojené jako jednocestný usměrňovač. Brzdění při využiti vynálezu je vířivě hysterezní. Vychází se z toho, že hyáterezní ztráty jsou úměrná velikosti skluzu, zatímco ztráty vyvolané vířivými proudy stoupají se čtvercem skluzu. Vynález lze s výhodou využit pro podstatné zkrácení brzdných časů krokových motorů.

Description

Předložený vynález se týká zapojení pro brzdění krokového motoru, skládajícího se z fází krokového motoru, spínacích prvků a diod.

Brzdění krokového motoru musí probíhat podle optimální trajektorie v co nejkratSím čase a bez překývnutí za konečnou polohu. Dosavadní zapojení, pomocí kterých se řídí krokové motory, tento úkol nemohla splnit. Brzdění probíhalo v podstatě jen změnou řídicího kmitočtu v zapojeních pro řízení motoru. Pro brzdění zatím nejsou zvláštní zapojení používána. Otáčka optimálního brzdění je navíc otáčka ekonomická a předevěím technologické.

Uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož podstata spočívá v tom, že sekundární vinutí transformátoru s první diodou v zapojení jako jednocestný usměrňovač je zapojeno prvním vývodem mezi katody druhá a třetí diody.

Anoda druhé diody je zapojena mezi druhý spínací prvek a vinuti třetí fáze, anoda třetí diody mezi čtvrtý spínací prvek a vinuti čtvrté fáze. Druhý vývod sekundárního vinutí transformátoru je zapojen na anodu první diody, jejíž katoda je zapojena mezi anody čtvrté a páté diody. Katoda čtvrté diody je zapojena mezi první spínací prvek a vinutí první fáze a katoda páté diody je zapojena mezi třetí spínací prvek a vinutí druhé fáze.

Výhodou použití zapojení podle vynálezu je podstatné zkrácení brzdnýeh časů, a tím zvýšení ekonomického využití krokových motorů.

Na výkresech je na obr. 1 příklad zapojení s jednocestným usměrňovačem, na obr. 2 průběh brzdění dosahovaný v používaných zapojeních v režimu stop, na obr. 3 je průběh brzdění vířivě hystereZního a na obr. 4 průběh při hydridňím způsobu brzdění.

Zapojení na obr. 1 ukazuje normální zapojení pro řízení čtyřfázového krokového motoru s bifilémim vinutím A1 . A2. B|_, B2 a spínacími prvky TI. T2, T3. T4, kde zdroj U napájecího napětí je zapojen přes ochranné odpory vinutí R1 a S2 mezi první AI a třetí A2 vinutí a mezi druhé B1 a čtvrté B2 vinutí krokového motoru. Spínací prvky jsou v tomto příkladu výkonové tranzistory. V tomto zapojení probíhá brzdění krokového motoru podle dosavadních způsobů, viz obr. 2, v tzv. režimu stop, kde při rychlosti 22 000 kroků za sekundu je stroj možno zabrzdit například za brzdný čas t^ = 1,35 s.

Toto zapojení je doplněno podle vynálezu jednocestným usměrňovačem složeným z transformátoru T a první diody D1 . Může být použit i jiný druh usměrnění nebo i stejnosměrný proud ze zdroje U napájecího napětí.

Druhý výstup V2 transformátoru T je zapojen přes první diodu Dl na anody čtvrté D4 a páté D5 diody. Katody těchto diod jsou zapojeny na vinutí první fáze A1 a druhé Bl fáze krokového motoru. První vývod V1 transformátoru T je zapojen na katody druhé D2 a třetí D3 diody. Jejich anody jsou zapojeny na vinutí třetí A2 a čtvrté B2 fáze krokového motoru.

Brzděni v tomto zapojení je vířivě hysterezní. Vychází se z toho, že hysterezní ztráty jsou úměrné velikosti skluzu, zatímco ztráty vyvolané vířivými proudy stoupají se čtvercem skluzu.

V případě, že krokový motor běží ustálenou rychlostí, například maximální, v okamžiku, kdy dá řídicí logika motoru povel k zastavení, vypnou spínací prvky TI. T2. T3. T4 přívod proudu zdroje U napájecího napětí a vinutí věech fází motoru se připojí ke zdroji jednocestně usměrněného proudu. Při otáčení rotoru v konstantním magnetickém poli statoru, jehož intenzitu 0 m můžeme ovlivnit velikostí napájecího proudu ve vinutích krokového motoru, dochází ke zvýSení hysterezních a vířivých ztrát. ZvýSí se brzdný hysterezní moment úměrně se zvýSením hodnoty 0 m. Brzdný vířivý moment se zvýSí nejen v důsledku zvýšení 0 m, alw i v důsledku zvýšeného krokovacího kmitočtu, tj. rychlosti krokového motoru. Průběh brzdění je znázorněn na obr. 3, kde brzdný čas t^ = 0,94 s, z čehož je zřejmé, že brzdný účinek je pod217807

Statně vyšší při rychlostech nad 6 000 k/s. Při dalším poklesu otáček brzdný účinek vířivých proudů klesá k nule a zůstává prakticky jen ÚSinek hyatereze, takže průběh brzdění probíhá déle podle křivky, která asymptoticky klesá k nule. Hysterezní vířivý způsob brzděni je aplikovatelný jak pro brzdění v otevřené smyčce, tak i ve smyčce uzavřené.

Z uvedených skutečností vyplývá, Se brzdění při zapojení podle vynálezu je podstatně rychlejší v horní polovině průběhu proti druhé části, kde brzdění je rychlejší v tzv. režimu stop (obr. 2) a průběh brzdné křivky je značně strmý k vodorovné ose.

Další postup pro optimalizaci brzdění spočívá tedy v tom, že při rychlosti motoru kolem 6 000 k/s se zapojení pro vířivě hysterezní brzdění řídicí logikou motoru vypne a dobrzdění se ukončí v tzv. režimu stop. Tak dostaneme optimální křivku brzdné dráhy v celém brzdném intervalu, viz obr. 4. Zabrzdění z maximální rychlosti na nulovou trvá při uplatnění tohoto hybridního řízení přibližně polovinu brzdného času obou způsobů. Na obr. 4 je brzdný čas t_b = 0,64 e.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro brzdění krokového motoru, skládající se z fází krokového motoru, spínacích prvků a diod, vyznačená tím, že sekundární vinutí transformátoru (T) je zapojeno prvním vývodem (VI) mezi katody druhá a třetí diody (D2, D3), anoda druhá diody (D2) je zapojena mezi druhý spínací prvek (T2) a vinutí třetí fáze (A2), anoda třetí diody (D3) mezi čtvrtý spínací prvek (T4) a vinutí čtvrtá fáze (B2), druhý vývod (V2) sekundárního vinutí transformátoru (T) je zapojen na anodu první diody (D1), jejíž katoda je zapojena mezi anody čtvrté a pátá diody (D4, D5), katoda čtvrtá diody (D4) je zapojena mezi první spínací prvek (Ti) a vinutí první fáze (A1) a katoda pátá diody (D5) je zapojena mezi třetí spínací prvek (T3) a vinutí druhé fáze (B1) krokového motoru.