SU1032585A1 - Способ торможени шагового электродвигател и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ торможени  шагойого электродвигател  в режиме самокомму1/ДПР тации от датчика положени , установленного на валу двигател , путем включени  обкюток, соответствующих положению фиксации, отличающийс  тем, что, с целью умень;шени  колебаний и повышени  быстродействи  при перемещении на произвольном числе шагов, обмотки., соответствующие положению фиксации, включают после отработки предпоследнего :шага через временной интервал, равный четверти периода собственных колебаний ротора, на врем , меньшее предыдущего интервала, затем отключают : на врем , большее первого интервала после чего вновь включают. ys

Description

2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее коммутатор , усилители мощности, счетчик, датчик положени  и формирователь импульсов торможени , отличающеес  тем, что введены элемент запрета и блок отключени  обмоток, а формирователь импульсов торможени  снабжен дополнительным выходом,

подключенным к управл ющему входу блока отключени  обмоток, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора, а выходы - с входами усилителей мощности, причем вход коммутатора св зан с выходом элеме|1та запрета, два входа которого подключены к выходам датчика положени  и счетчика.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к управлению щаговым двигателем, и может быть использовано в устройствах автомати ки и телемеханики, вычислительной техники, станках с программным управлением . Известен способ торможени  шагового двигател  путем включени  и коммутации обмоток по сигналу обрат ной св зи С11Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ торможени  шагового двигател  в режиме самокоммутации от дат |чика положени , установленного на валу двигател , путем включени  обм ток, соответствующих положению фик сации 21. Недостатком известных способов и устройств дл  их осуществлени   вл етс  то, что они обеспечивают Оптимальное управление на строго определенной неизменной группе шагов. Если же число шагов в единич ном перемещении  вл етс  произвольным , то колебани  ротора не устран ютс . Это приводит к увеличению динамического цикла работы привода и соответствующему снижению быстродействи . Цель изобретени  - уменьшение колебаний ротора и повышение быстро действи  при перемещении на произвольное число шагов в режиме самокоммутации от датчика положени , установленного на валу двигател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу торможени  шагового электродвигател  в режиме самокоммутации от датчика положени , установленного на валу двигател ,- путем включени  обмоток соответствующих положению фиксации последние включают после отработки предпоследнего шага через временной интервал, равный четверти периода ственных колебаний ротора, на врем  меньшее предыдущего интервала, зате отключают на врем , большее первого интервала, после чего вновь включаю Кроме того, в устройство дл  осуществлени  способа, содержащее коммутатор, усилители мощности, датчик положени  и формирователь импульсов торможени , введены элемент запрета и блок отключени  обмоток, а формирователь импульсов торможени  снабжен дополнительным выходом, подключенным к управл ющему входу блока отключени  обмоток, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора, а выходы - с входами усилителей мощности, причем вход коммутатора св зан с выходом элемента запрета, два входа которого подключены к выходам датчика положени  и счетчика. Такое управление двигателем позвол ет устранить колебани  ротора при любом числе отрабатываемых шагов в широком диапазоне скоростей движени  ротора при его подходе к позиции фиксации. На фиг,. 1 приведены временные диаграмхиы, по сн ющие действие способа торможени ; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства. Сущность способа заключаетс  в следующем. После отработки предпоследнего шага в момент прихода сигнала с датчика положени  Unnp осуществл ют задержку включени  обмоток, соответствующих заданному положению фиксации. Врем  задержки Т1 устанавливают равным четверти периода собственных колебаний системы, состо щей из двигател  и нагрузки. В конце ин .тервала Т1 по сигналу Uynp (фиг. i; включают обмотки, соответствующие позиции фиксации, на врем  Т2, меньшее Т1, но не равное .нулю. По окончании времени Т2 обмотки двигател  обесточивают по сигналу Ьупр на врем  ТЗ, большее Т1. После окончани  ТЗ по сигналу обмотки вновь включают. В течение интервала Т1 ротор движетс  по инерции в поле электромагнитных сил, создаваемых обмотками , включенными на. предпоследнем шаre . В конце интервала Tl ротор имеет наибольшую амплитуду выбега и нулевую скорость, т.е. (фиг. 1 ). В этот момент ему сообщаетс  энерги , необходима  дл  даль нейшего движени  в позицию фиксации , путем включени  на врем  Т2 обмоток, соответствующих позиции фиксации. В св зи с тем, что дальнейшее движени  ротора будет происходить в поле сил трени  при обесточенных обмотках, количество энергии, сообщаемое ротору за врем  Т2, должно быть пропорционально оставшемус  рассто нию до позиции фиксации. Это условие достаточно точно выполн етс  при посто нном значении--, интервала Т2 вследствие закона распределени  статического синхронизирующего , момента в зоне выбега ротора, Таким образом, чем дальше ротор находитс  от позиции фиксации, тем большую скорость он приобретает за врем  разгона на интервале Т2. Поэтому оставшеес  рассто ние до позиции фиксации он проходит при обесточенных обмотках независимо от его величины за одинаковое врем  ТЗ.

В конце интервала ТЗ при приближении ротора к позиции фиксации со скоростью, близкой к нулю (0 0), включают обмотки, соответствующие позиции фиксации, и ротор устанавиваетс  в позиции фиксации практически без колебаний.

Величины временных интервалов Т2 и ТЗ определ ют экспериментальным или расчетным путем из услови  баланса кинетической энергии, сообщаемой ротору за врем  Т2, и энергии, затрачиваемой на преодоление сил трени  при движени  ротора о позиции фиксации за врем  ТЗ.

Интервалы времени Т1, Т2 и ТЗ ЯВЛЯЮТСЯ посто нными дл  данного привода, не завис т от числа отрабатываемых шагов и определ ютс  величиной статического синхронизирующего момента двигател , моментом инерции системы и моментом трени .

Устройство (фиг. 1), осуществл ющее предлагаемый способ, содержит коммутатор 1, счетчик 2, усилители 3 мощности, датчик 4 положени , установленный на валу двигател  5, формирователь б импульсов торможени , элемент 7 запрета и блок 8 отключени . Формирователь импульсов торможени  снабжен дополнительным выходом , подключенным к управл ющему входу cxeNibi обесточивани  обмоток, информационные входы которой соединены с выходами коммутатора, а выходы с входами усилителей мощности, при этом вход коммутатора св зан с выхо-, дом элемента запрета, два входа которого подключены к выходам датчика .положени  и счетчика шагов соответственно .

0

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика 4 положени  в виде унитарного кода через элемент 7 запрета импульса, коммутатор 1 и блок 8 отключени  обмоток

5 поступают на вход усилителей 3 мощности , обеспечива  работу двигател  5 в режиме самокоммутадии.

Одновременно сигналы с датчика 4 положени  поступают на вход счет0 чика 2, выходы которого соединены с элементом 7 запрета и формирювателем б импульсов торможени .

С выхода формировател  6 сигнал поступает на коммутатор 1 и на вход

5 блока 8 отключени  обмоток.

Счетчик 2 выдает сигнал после отработки предпоследнего шага на элемент 7 запрета и формирователь 6 импульсов торможени . Элемент 7 запре0 та запрещает прохождение сигнала с датчика 4 положени  на предпоследнем шаге. При этом происходит задержка коммутации фиксирующих обмоток на врем  Т1, определ емое формирователем 6. В конце интервала Т1 формирова5 тель 6 выдает сигнал на коммутатор 1 дл  включени  фиксирук цих обмоток и начинает отсчет временного интервала Т2.

По окончании интервала Т2 на до0 полнительном выходе формировател  6 по вл етс  сигнал на управление блоком 8 отключени  обмоток двигател  5 и начинаетс  отсчет временного интервала ТЗ. Обмотки двигате5 л  5 на врем  интервала ТЗ обесточиваютс . По окончании интервала ТЗ производитс  включение фиксирующих обмоток двигател .

Использование предлагаемого способа торможени  шагового электродви0 гател  и устройства дл  его осуществлени  значительно повышает быстродействие привода за счет устранени  колебаний ротора в момент фиксации при перемещении на произвольное чис5 ло шагов.

gjtte:

Claims (2)

1. Способ торможения шагового электродвигателя в режиме самокомму тации от датчика положения, установленного на валу двигателя, путем включения обмоток, соответствующих положению фиксации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения колебаний и повышения быстродействия при перемещении на произвольном числе шагов, обмотки, соответствующие положению фиксации, включают после отработки предпоследнего шага через временной интервал, равный четверти периода собственных колебаний ротора, на время, меньшее предыдущего интервала, затем отключают на время, большее первого интервала; после чего вновь включают.

<0

СП QO сл

2. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее коммутатор, усилители мощности, счетчик, датчик положения и формирователь импульсов торможения, отличающееся тем, что введены элемент запрета и блок отключения обмоток, а формирователь импульсов торможения снабжен дополнительным выходом, подключенным к управляющему входу блока отключения обмоток, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора, а выходы - с входами усилителей мощности, причем вход коммутатора связан с выходом элемента запрета, два входа которого подключены к выходам датчика положения и счетчика.