SU1159146A1 - Дискретный замкнутый электропривод - Google Patents

Abstract

ДИСКРБТНЬШ ЗАМКНУТгЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий двигатель с мнотофазным датчиком положени  на валу. усилитель мощности , св занный входом с датчиком и блоком управлени  через сумматор, и распределитель импульсов, пoдкJШчённьJй к блоку управлени , о тл и ч а ю щи и с   тем, что, с целью упрощени , блок управлени  снабжен управл емьми ключами по числу фаз датчика положени , соединенными сигнальными входами с выходами фаз датчика положени , выходам: - с входам сумматора, а управл н цими входами с выходами распределител  импульсов. (Л

Description

Изобретение относитс  к управлеиию электродвигател ми, а именно к устройствам дл  регулиррваии  элек родвигателей с шаговым вращением, и может быть использовано в различных област х техники, где нео6ходи1#о про средствами осув ествл ть шаговые перемещени  рабочего органа, преимущественно крупношаговые, с обеспечением требований по точности и быстро действию. Известен замкнутый электропривод содержащий электродвигатель посто нного тока,  корь которого подключен к выходу усилител  моииости, иаговый электродвигатель с блоком управлени  и дифференциальный редуктор, соединенный одним входным валом с валом двигател  посто нного тожа, другим с валом шагового электродвигател , а выходньм валом с рабочим органом, импульсный на выходном валу дифференциального редуктора, преобразователь код-частота и реверсивный счетчик, вход сложени  которого соединён с входом усилител  мощности, вход вычитани  - с выходом импульсного датчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с входами преобразовател  код-частота, соединенного . выходами с входами блока управлени  шаговым электродвигателем til. Недостатком этого устройства  вл етс  его сложность из-за наличи  механического дифференциала, двух двигателей со схемами управлени  И специального импульсного датчика на выходном валу, которь й дл  обеспечени  точности Должен иметь малую цену шага. Кроме того, устройство не обеспечивает отработки заданного перемещени  от импульсов унитарного кода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  дис ретный замкнутый электропривод, содержащий двигатель с многофазным дат чиком положени  на валу, усилитель Мощности, св занный входом с датчиком и блоком управлени  через сумматор к распределитель импульсов, подключенный к блоку управлени  И. Недостатком указанного устройства .также  вл етс  его сложность, затруд н юща  достижение высокой точности, совместимой с быстродействием. Дл  достижени  требуемой точности отработки перемещений в составе привода необходимо иметк сложные устройства: прецизионный функциональный синуснокосинусный преобразователь, многоразр дный преобразователь фаза-код, посто нные запоминающие устройства, преобразователи код-аналог.. Кроме того, устройство не может осуществить отработку заданного перемещени  при входном воздействии в виде унитарного кода. Цель изобретени  - упрощение устройства при сохранении требований по точности и быстродействию. Поставленна  цель достигаетс  тем, что дискретный замкнутый электропривод , содержащий двигатель с многофазным датчиком положени  на валу, усилитель мощности, св занный входом с датчиком и блоком управлени  через сумматор, и распределитель импульсов, подключенный к блоку управлени , снабжен управл емыми ключами по чИслу фаз датчика положени , соединенн1мми сигнальными входами с выходами фаз датчика положени , выходами - с входами сумматора , а управл ющими входами - с выходами распределител  импульсов. На фиг. 1 изображена блок-схема одного из вариантов исполнени  дискретного замкнутого привода; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на основных элементах схемы. Устройство содержит исполнительный двигатель 1, на валу которого установлен многофазный датчик 2, выполненный на основе синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 3 и резистивных делителей 4 и 5, напр жени , подключенных соответственно к синусной и косинусной обмоткам вращающегос-  трансформатора 3. Регулируемый объект 6 св зан с валом исполнительного двигател . Управл г-. емые ключи 7-10 сигнальнь ми входами соединены с фазами многофазного датчика 2. Сумматор 11 соединен входами с вьгходами ключей 7-10, распределитель 12 импульсов соединен вьгходами . с управл ющими входами ключей 7-10. Усилитель 13 мощности сигнальнь Ь1 входом соединен с выходом сумматора 11, а входом общей точки - с общей точкой многофазного датчика 2 (средние точки делителей 4 и 5). Цепь 14 коррекции , выполненна , например, в виде обратной св зипо скорости,подключена к дополнительному в ходу усилител  13.

31

Делители 4 и 5 напр жени  вьшолн ют функции фазовращателей и позвол ют Получить как с синусной, так и с косинусной обмоток вращающегос  трансформатора 3 две фазы (О и 180 ) обеспечива  в датчике 2 четыре фазных выхода в качестве сигнальных, а п тый выход - обща  точка делителей 4 и 5 - обща  точка дл  сигнальных вьпсодов.

Многофазный датчик 2 может быть выполнен, наприь1ер, четьфехфазным на основе синусно-косинусного вращающегос  траксформйтора, у которого резистивные делители 4 и 5 отсутствуют , а расщепление фаз осуществл етс  или аа счет допол«ительных выводов (средние точки) с синусной и косинусной обмоток, или за счет инверторов, подключенных к вьпсодам синуснс й и 1 :осинусной обмоток.

В обвгем случае многофазный датчик 2 может быть реализован или путем ра-змещени  в пределах оборота датчика пространственно разнесенных обмоток, равных по количеству числу требуеМ хфа, или путем установки на валу двигател  однофазных датчиков, 1)авных гто количеству числу фаз многофазного датчика и разнесенных нулевьми положени ми .на величину Шаговьпс перемещений.

Устройство работает следующим образом.

.йкпульсы управлени  унитарного кода (фиг, 2а) поступают на распределитель 12 импульсов, на выходах Которого формируютс  сигналы управлени  приводом (фиг. 26, в, г,д), поступающие на управл ющие входы ключей 7-10.

На фиг. 2е, ж, з, и показаньг напр жени , характеризукадие уровни позиционных сигналов I, 11, Ili IV, существующих на выходах фаз датчика 2 (на выходах синусной и косинусной обмоток трансформатора 3) при наличии подключенньгх к вьпсодам обмоток делителей 4 и 5 напр жени . Эти сигналы I, , III, 1У показаны в процессе отработки приводом шагов и позиционировани  после выполнени  очередного шага до начала следующего шага.

В интервале времени от i до ii ключ 7 под действием сигнала управлени  (фиг. 2б) находитс  в замкнуто м состо нии, а ключи 8, 9, 10

591464

разомкнуты. В этом состо нии позиционный сигнал I с датчика 2 положени  проходит на вход усилител  привода и  вл етс  дл него сигна5 .лом отрицательной обратной св зи. Так как в этом состо нии на вход привода,, кроме сигнала обратной св зи , поступающего через ключ 7 никаких сигналов не подаетс , то привод 10 осуиествл ет позиционирование объекта 6 в положении, задаваемом сигналом I с синусной обмотки трансформатора 3, при этом сигнал I (фиг. 2е) и управл ющее напр жение 15 на двигателе Г равны нулю, а сигналы II,III, IV имеют значени , указанные соответственно на фиг.2ж, « 3, и.

В момент времени 1 сигнал управлени  (фиг. 2б) с ключа 7 снимаетс  и он размыкаетс , ,а ключ 9 под действием сигнала управлени  (фиг.2в) замыкаетс . В этот момент времени дл  привода через ключ 9 создаетс  25 нова  цепь отрицательной обратной св зи - от сигнала II с косинусной обмотки трансформатора 3. Так как в этот момент сигнал II ие равен нулю и имеет значительную величиg ну (фиг. 2ж), то на двигателе 1 создаетс  максимальное напр жение, под действием которого в приводе начинаетс  движение в сторону уменьшени  сигнала II и продолжаетс  до достижени  им нулевого значени . При нулевом значении сигнала II (фиг.2ж) привод останавливаетс  н начинает позиционирование объекта 6 в положении , .задаваемом нулевым значением сигнала II датчика 2, сохран  

его до момента времени t.

Так как дл  работы привода сигналы I и и снимаютс  соответственно с синусной и косинусной обмоток

трансформатора 3, а в синусно-коси- нусных вращающихс  трансформаторах синусна  и косинусна  обмотки смещены одна относительно другой на 90° с точностью До единиц минут, то при

переходе привода с позиционного положени  на участке t ... I, на позит ционное положение на участке t, ...t отрабатывает шаг в 90° с указанной точностью.

в момент времени t, , как и в момент t,, ключ 9 размыкаетс , а ключ 8 под действием сигнала управлени  (фиГ. 2г) замыкаетс  и в приводе создаетс  нова  цепь отрицател ной обратной св зи - от сигнала II ( фиг. 2ж), снимаемого с синусной обмотки трансформатора 3, который в отличие от сигнала I, также снима мого с синусной обмотки, благодар  делителю 4 имеет противоположную фазу. Под действием сигнала III привод осуществл ет перемещение шаг на следующие 90° - и последующе позиционирование объекта 6 в нулево положении сигнала III до момента времени i, В момент времени t . ключ 8 размыкаетс , а ключ 10 под действием сигнала управлени  (фиг. 2д) замыка етс  и в приводе создаетс  цепь обратной св зи - от сигнала IV (фиг. 2и), снимаемого с косинусной обмотки, но имеющего по сравнению с сигналом II благодар  делителю 5 противоположную фазу. Под действием сигнала IV привод осуществследующие 90 и послел ет шаг на дующее позиционирование в нулевом положении сигнала IV до момента времени .tf Последующие циклы шаговых перемещений аналогичны описанным. На фиг. 2к показан характер изменени  угла поворота объекта 6 дл  заданного на фиг. 26, в, г, д закона изменени  сигналов управлени , из которого видно, что привод, работа  в режиме непрерывной позиционной след щей системы, осуществл ет дискретное перемещение старт-стопйого xapalcTepa с щагон в 90. Шаг в 90 обеспечиваетс  реализацией датчика 2 четырехфйзным. Получение перемещений с другими значени ми шага достигаетс  выбором иного числа фаз датчика 2.

Claims (1)

1. ДИСКРЕТНЫЙ ЗАМКНУТЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель с миогофазным датчиком положения на валу, усилитель мощности, связанный входом с датчиком и блоком управления через сумматор, и распределитель импульсов, подключённый к блоку управления, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью упрощения, блок управления снабжен управляемыми ключами по числу фаз датчика положения, соединенными сигнальными входами с выходами фаз датчика положения, выходам:* - с входами сумматора, а управляющими входами с выходами распределителя импульсов.

   (п)

   1 159