SU1529397A1 - Устройство дл управлени четырехфазным шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управлени . Цель изобретени  - повышение равномерности движени  и точности отработки дробных шагов двигател  с ненасыщенной магнитной системой. Устройство содержит источник питани  двигател , четыре стабилизатора тока, семь групп ключей, два распределител  импульсов, источник опорного напр жени , делитель напр жени . Различные уровни напр жени  от делител  напр жени  через определенные ключи поступают к входам стабилизаторов тока в такт переключени  распределителей. В результате этого в фазах двигател  создаютс  линейно-ступенчатые нарастающие и убывающие токи, сдвинутые относительно друг друга на четверть периода и обеспечивающие 12-угольное распределение момента по полю двигател . 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к управлению электрическими машинами и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управлени .

Цель изобретени  - повьшение равномерности движени  и точности отработки дробных шагов двигател  с не- насьщенной магнитной системой.

На фиг.1 приведена функС иональна  схема устройства дл  общего случа , когда коэффициент дроблени  шага равен К Зп; п 1,2,3,...; на фиг.2 - 4 - то же, дл  К 3, 6, 9; на фиг.5-7 - временные диаграммы функционировани  устройства и номограммы векторов результирующих момен- тЬв соответственно дл  случаев К. 3,6,9.

Устройство содержит (фиг.1-4) источник 1 питани  двигател , четыре стабилизатора 2.1 - 2.4 тока коммутирующие фазные обмотки 3.1-3.4 двигател , первую 4.1, вторую 4.2, , третью 4.3 и четвертую 4.4 группы ключей, по три ключа в каждой группе, объединенных выходами в группах и подключенных к входам соответствующих стабилизаторов 2, тока, первый реверсивный распределитель 5 импуль- . сов, первый вьпсод которого соединен i с управл ющими входами первого, треть его и второго ключей соответственно первой 4.1, третьей 4.3 и четвертой 4.4.групп, второй выход - с управл ющими входами второго, первого и третьего ключей соответственно первой

Ед

р1 k) ko

00

со

-.1, второй 4.2 и четвертой 4,4 групп третий выход - с управл ющими входами третьего, второго и первого ключей Соответственно первой 4,1, второй4„2 iK третьей 4,3 групп, четвертьш выход : управл юпщми входами третьего, jToporo и первого ключей соответствен ю второй 4.2, третьей 4,3 и четвер- ой 4,4 групп, п тую 6, ше.стую 7 и ;едьмую 8 группы ключей, выходы кото- )ых соединены с сигнальными входами :оответственно третьих, вторых и пер- зых ключей первой 4,1, второй 4,2, третьей 4,3 и четвертой групп, эезисторный делитель 9 напр жени , который подключен к источнх-жу 10 опорного напр жени , а его выходы - к сигнальным входам определенных ключей п той 6, .шестой 7 и седьмой 8 групп, и второй феверсивньй распределитель 11 импульсов, выходные каналы которого соединены с управл ющими входами ключей п той 6f шестой 7, седьмой 8 групп, а выходы заема и переноса - с входами :тактировани  первого реверсивного распределител  5 импульсов,

Устройство работает следующим образом ,

В исходном состо нии (фиг.1-4) включены первые вьгеодные каналы перво :го 5 и второго 11 реверсивных распре- Iделителей импульсов В соответствии с этим в открытом состо нии наход тс  те ключи всех семи трупп, управл ю- щие входы которых подключены к первым выходам распределители 5- и 11, При этомвыходные напр женил делител  9 напр жени  передаютс  через открытые ключи к входам стабилизаторов 2 тока , что приводит к установлению токов 0,75 ly, в фазах 3,3 и 3.4. В это: состо нии токи через фазы 3.1 и 3,2 отсутствуют, Такому исходному положению системы соответствует точка О на фиг,5, 6 и 7.

Тактовые импульсы с рабочей частотой f поступают оу внешнего задающего генератора (не-показан) .на один из входов в (условное движение Вперед) или Н (условное движение Назад) второго реверсивного распределител  11 импульсов, имеющего 3 выходных каналов управлени , где п 1, 2, 3,.., При этом поочередно вы бираютс  выходные каналы распределител  1 1, что приводит к поочередному открываи ню ключей п той 6, шестой

7и седьмой 8 групп. В результате этого через открытые ключи первой- четвертой групп к входам стабилизаторов 2 поступают ступенчато-нарастаю- рще и ступенчато-спадающие напр жени Система поочередно принимает состо ни , условно показанные на фиг.5-7 точками 1-(Зп-1). Этим завершаетс  перва  .четверть цикла управлени  двигателем , при котором отрабатываютс  Зп-1 дробных шагов величиной

oi.gp oi ос /Зп,

где oijt основной (конструктивный) шаг двигател ;

П 1,2,3,

После включени  последнего выходного канала распределител  11 в следующем такте снова включаетс  первый канал, а на выходе переноса п формируетс  импульс, который поступа  на вход распределител  5, приводит к выборке его второго выходного канала

8результате этого выбираетс  друга  группа ключей 4, По поступлении тактовых импульсов на выход распределител  11 поочередд€о выбираютс  его последующие выходные каналы. Таким образом формируетс  втора  четверть цикла управлени  двигателем. Система поочередно переходит в состо ни , соответствзтащие точкам Зп.-(6п-1) на фиг,5-7.

Последующа  треть  и четверта  четверти цикла управлени  ацалогич- ны описанным первым двум четверт м цикла. Отличие заключаетс  лишь в :(, ЧТО выбираетс  третий и четвер- тый выходы распределител  5 и соответствующие ключи 4,

После завершени  полного цикла управлени  в с  система устанавливаетс  Б нулевое состо ние.

Дл  обеспечени о обратного направлени  вращени  двигател  (реверсировани ) тактирующие импульсы подаютс  на другой вход распределител  11.

Таким образом, устройство обеспечивает равномерное дро.бление шага и равномерное распределение момента по полю, что позвол ет получить высокую равномерность движени  четырех- фазного шагового двигател  с ненасыщенной магнитной системой,

Ф о р м у. л. ,.а и 3 о б р е т е -н и  

Устройство дл  управлени  четырех фазным шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее источник питани  двигател , подключенные к нему ч;етыре стабилизатора дл  коммутации фазных токов двигател , четыре группы ключей по три ключа в ка одой группе, объединенных выходами в группах и подключенных к входам соответствую- щих стабилизаторов тока, первый реверсивный распределитель импульсов, каждый i-й выход которого соединен с управл ющими входами первого,второго и третьего ключей соответственно i-й,(1-1)-й,(1-2)-й групп ключей по кольцу,,2,3,4,1,...,п тую группу ключей и источник опорного напр жени  отличающеес  тем,что,с целью повьшени  равномерности движени  И точности отработки дробных шагов шагового двигател  с ненасыщенной магнитной системой,в негодополнительно введены шеста  и седьма  группы ключей с Зп ключами в каждой группе, где ,2,3,..., второй реверсивный распределитель импульсов, резисторный делитель напр жени , вк:лючаю1В(ий 4п одинаковых элементов и подключенный к источнику опорного напр жени ; п та  группа ключей дополнительно содержит Зп-3 ключей, выходы которых -соединены с выходами основных ключей данной группы, причем управл ющие входы первого, второго,..., (Зп-1)-го, Зп-го ключей п той, шестой и седьмой групп соединены с соответствующими выходами второго ревер

сивного распределител  импульсов, сигнальные входы первого, второ- , го,..., (Зп-1)-го, Зп-го ключей п той группы соединены соответственно с Зп-м, .(Зп-1)-м,..., вторым, первым, выходами делител  напр жени , сигнальные входы первого, второго,..., (п-1)-го, п-го ключей шестой группы соединены соответственно с Зп-м, (Зп+1)-м,...,(4п-2)-м, (4п-1)-м выходами делител  напр жени , сигнальные входы (п+1)-го, (п+2)-го

(2п+1)-го ключей шестой группы соединены с шиной источника питани  опорного напр жени , сигнальные входы (2п4-2)-го, (2п+3)-го,..., Зп-го ключей шестой группы соединены соответственно с (4п-1)-м, (4п-2)-м,..., ( Зп4-1) -м выходами делител  напр жени , сигнальный вход первого ключа седьмой группы соединен с нулевой шиной источника опорного напр жени j сигнальные входы второго, третьего,..., Зп-го ключей седьмой группы соединены соответственно с первым, вторым,..., (Зп-1)-м выходами делител  напр жени , выходы ключей п той, шестой и седьмой групп соединены с сигнальными входами соответственно третьих, вторых .и первых ключей первой, BTopofi, третьей, четвертой групп, а выходы заема .и переноса второго реверсивного распределител  импульсов подключены к входам тактировани  первого реверсивного распределител  импульсов.

3.1

Фиг.

It

. .Фии

It

13

« U

Жф ,5

9

ts

IS

26

27

28

1ф

п

10

Claims (1)

1. Ф о р м у. л. ,.а изобретения

   Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем с дробле нием шага, содержащее источник питания двигателя, подключенные к нему Четыре стабилизатора для коммутации фазных токов двигателя, четыре группы ключей по три ключа в каждой группе, объединенных выходами в группах и подключенных к входам соответствую—' щих стабилизаторов тока, первый реверсивный распределитель импульсов, ю каждый i-й выход которого соединен с управляющими входами первого,второго и третьего ключей соответственно i-й,(i-1)—й,(1-2)-й групп ключей по кольцу,i=1,2,3,4,1,пятую группу 15 ключей и источник опорного напряжения, отличающееся тем,что,с целью повышения равномерности движения И точности отработки дробных шагов шагового двигателя с ненасыщенной 20 магнитной системой,в негодополнительно введены шестая и седьмая группы ключей с Зп ключами в каждой группе, где п=1,2.3,..., второй реверсивный распределитель импульсов, резистор- 25 ный делитель напряжения, включаюп^ий 4п одинаковых элементов и подключенный к источнику опорного напряжения; пятая группа ключей дополнительно содержит Зп-З ключей, выходы ко- 30 торых -соединены с выходами основных ключей данной группы, причем управляющие входы первого, второго,..., (Зп-1)-го, Зп-го ключей пятой, шестой и седьмой групп соединены с соот-· 35 ветствующими выходами второго реверсивного распределителя импульсов, сигнальные входы первого, второ- , го,..., (Зп-1)-го, Зп-го ключей пятой группы соединены соответственно с Зп-м, >(Зп-1)-м,..., вторым, первым, выходами делителя напряжения, сигнальные входы первого, второго,,.., (п-1)-го, η-го ключей шестой группы соединены соответственно с Зп-м, (Зп+1)—м,...,(4п-2)-м, (4п-1)-м выходами делителя напряжения, сигнальные входы (п+1)~го, (п+2)-го.....

   (2п+1)-го ключей шестой группы соединены с шиной источника питания опорного напряжения, сигнальные входы (2п+2)-го, (2п+3)-го,..., Зп-го ключей шестой группы соединены соответственно с (4п-1)-м, (4п-2)-м,..., (Зп+1)—м выходами делителя напряжения, сигнальный вход первого ключа седьмой группы соединен с нулевой шиной источника опорного напряженияj сигнальные входы второго, третьего,..., Зп-го ключей седьмой группы соединены соответственно с первым, вторым,..., (Зп-1)-м выходами делителя напряжения, выходы ключей пятой, шестой и седьмой групп соединены с сигнальными входами соответственно третьих, вторых и первых ключей первой, второй, третьей, четвертой групп, а выходы заема .и переноса второго реверсивного· распределителя импульсов подключены к входам тактирования первого реверсивного распределителя импульсов.