SU1750020A1 - Устройство дл определени положени кор индукторного шагового электродвигател с резистивно-емкостными модул ми в виде решетчатых обкладок на коре и индукторе - Google Patents

Abstract

Использование: автоматизированные технологические и другие промышленные установки. Сущность: на  коре расположены чувствительные элементы датчика положени  - резистивно-емкостной модуль 3 с четным числом элементов, на которые подают сигнал от высокочастотного источника напр жени  6. С емкостных элементов напр жение подают на фазовращатели 7,8,9, 10. Сигналы с четных и нечетных фазовращателей сравнивают в устройствах сравнени  11 и 12 и преобразуют синхронными детекторами 13, 14 и фильтрами 15, 16. На выходе получают сигналы вида Ui -Asin в и в. 3 ил. (Л С ел о о Фиа.З

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к шаговым электродвигател м поступательного перемещени , и может найти применение в автоматизированных технологических и других промышленных установках.

Известны устройства дл  определени  положени   кор  шагового электродвигател  с использованием чувствительного элемента датчика положени   кор , размещаемого непосредственно на  коре двигател .

Недостатками известных устройств  вл етс  сложность обработки информации с чувствительного элемента, св занна  с использованием оптических элементов и светопроводов, светокоммутации и интерпол ции измерительных сигналов. Кроме того, рассматриваемым устройствам присуща невысока  точность, определ ема  флюктуацией сигнала чувствительного элемента датчика.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство определени  положени   кор  индукторного шагового электродвигател , содержащее резистивно-емкостные модули в виде решетчатых обкладок на  коре и индукторе и высокочастотный источник напр жени , питающий указанные резистивно-емкостные модули, сигнал с емкостных элементов которых используетс  дл  получени  информации .

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что используютс  емкостные элементы со сложной конфигурацией обкладок, что затрудн ет их использование в длинномерных линейных и плоскопараллельных перемещени х. При этом усложн етс  емкостной элемент резистивно-емкостного модул  и существенно снижаетс  точность определени  положени   кор  электродвигател .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  положени  индукторного шагового электродвигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве определени  положени   кор  индукторного шагового электродвигател  с резистивно-емкостными модул ми в виде решетчатых обкладок на  коре и индукторе, содержащем высокочастотный источник пр жени  с подключенными к его выходу резистивно-емкостными модул ми, емкостные элементы резистивно-емкостных модулей соединены с входами четного числе фазовращателей, выходы которых соединены попарно с входами зычитателей, соединенных выходами через синхронные детекторы с входами фильтров, выходы которых  вл ютс  выходами устройства, а кроме того, вторые входы фазовращателей и синхронных детекторов соединены с генератором высокочастотного напр жени .

Анализ информационного фонда показал , что вы вленна  совокупность признаков , согласно которой производ т измерение положени   кор  индукторного шагового электродвигател , позвол ет приобрести новые качественные характеристики , и в известных технических решени х в полном обьеме не встречаетс .

На основании изложенного можно считать , что за вленное техническое решение

соответствует критерию существенные отличи .

Конкретный общественно-полезный результат, достигаемый за вл емой совокупностью признаков, заключаетс  в повышении точности программного движени   кор  электродвигател , что позволит увеличить производительность и прецизионность оборудовани .

На фиг. 1 приведена упрощенна  конструкци  индукторного шагового электродвигател ; на фиг. 2 - упрощенна  конструкци  емкостного Элемента с решетчатыми обкладками; на фиг. 3 - функциональна  схема устройства дл  определени  положени 

 кор  шагового электродвигател .

Устройство, реализующее предлагаемый способ измерени  положени   кор  шагового электродвигател , содержит  корь t и индуктор 2. На  коре расположены

чувствительные элементы датчика положе-1 ни  - резистивно-емкостной модуль 3. Зубцы индуктора шагового электродвигател  2 с величиной зубцового делени  г служат обкладками емкостного элемента, а обкладки

емкостного элемента, св занные с  корем, выполнены в виде решетки, расположены параллельно зубца м индуктора и имеют взаимные сдвиги: 5а относительно зубцов индуктора - нулевой, 56 - 3/4 т, 5в - 1 /2 т,

5г-1/4г.

Устройство определени  положени   кор  индукторного шагового электродвигател  функционирует следующим образом .

Сигнал от высокочастотного источника напр жени  б (фиг. 3} подаетс  на резистивно-емкостной модуль, с емкостных элементов которого напр жение подают на фазовращатели 7-10,

Выходной сигнал с каждого 1-го фазовращател  (7, 8, 9, 10) в общем виде может быть записан в виде

UrUexe jVi .(1)

При подаче на вход резистивно-емкост- ного модул  синусоидального сигнала со t, где Uex и о - соответственно амплитуда и кругова  частота переменного напр жени , фазовый сдвиг сигнала на выходе 1-го фазовращател  будет определ тьс  из выражени 

# i 2arctg tuRCi,

где R и Ci - соответственно активное сопротивление и емкость 1-го элемента резистив- но-емкостного модул  (, 2,3,4), при этом выходной сигнал 1-го фазовращател  имеет вид:

Sin (СО t+ $.

10

Из зависимостей (2) и (3) получим необходимые выражени  суммы и разности сдвигов фаз, использу  зависимости:

а + b arctg a + arctg b arctg , .. . .

ffi ш 2

ftjR(,sln 0)±(C0-CMsln в)

- arctg

1 (Co+dsin в) (Co-CMsln в)

Так как СМ«С0, то можно приближенно считать

-i -ar«g

2o)RC0, 7 о 7 - const.

1 -«We2,

При определении положени   кор  индукторного шагового электродвигател  ис- пользуютс  четыре емкостных элемента 5а, 56, 5в и 5г, емкость которых определ етс  зависимост ми

Ci. ±CMsln 2  х/гГ Сз, ± CMCOS 2 ny.tr ; 2 х/г 0,

где Со и См - посто нна  и переменна  составл ющие величины емкости элемен- 30 тов резистивно-емкостного модул ;

х и в- соответственно мгновенное положение  кор  электродвигател  относительно индуктора в метрических единицах и электрических радианах. .Г 35

Сравнива  (вычита ) сигналы с выходов фазовращателей 7 и 8, 9 и. 10 с помощью устройств сравнени  (вычитани ) 11 и 12, получим соответственно высокочастотные сигналы Uei и Una:40

UelJ Ui-U2 UBx sin(ft) t+ p{)

-Sln(ft)t+ 02)3 2UexCOS(W t+

+ ЈL+J)slnЈL+jЈ. Аналогично получаем и дл  Uea:

UB2-2UBx(cosft t-b ±)x хв,.

Из выражений (2) и (3) получим:

.2 -2arctg ш R(C0 ± CMsln в); 03,4 -2arctg ш R(C0 ± CMcos б).

- arctg

2uJRCM 1

Vsln0;

25

sln(

30

35

y,j { &См к sin б

аСмОЖ Sing

гим идкГ/|а-0- - 2с2о)

1

sin 0-Jj- sin 0 1 +ft R2c|2UBx

Т

„пыД 4увхйЛСм при А „ .

1 +ftj2R2C§

После преобразований высокочастотные напр жени  выражаютс  зависимост ми вида

45

)

(ft) t+ V)A sin &, (а t-t- V)A cos в.

(5)

Полученные напр жени  представл ют собой высокочастотные сигналы с круговой частотой о), с посто нным фазовым сдвигом и амплитудной модул цией, причем амп- 50 литудна  модул ци  осуществл етс  синус- . косинусными функци ми фактического положени   кор  двигател .

Дальнейшее формирование сигналов осуществл ют синхронными детекторами 55 13 и 14, управл емыми от генератора высокочастотного напр жени  б, и фильтрами 15 и 16, на выходах которых 17 и 18 получают сигналы вида

Ui -Asln в и l) cos в.

(6)

Достижение положительного эффекта определ етс  тем, что с помощью предлагаемого технического решени  достигаетс  повышение точности программного движени   кор  электродвигател  и в среднем на 30-35% (по сравнению с прототипом).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  положени   кор  индукторного шагового электродвигател  с резистивно-емкостными модул ми в виде решетчатых обкладок на  коре и индукторе, содержащее высокочастотный источник напр жени  с подключенными к его выходу резистивно-емкостными модул ми, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  положени  индукторного шагового электроJ

   гА

   2

   Фиг.1

   0

   5

   0

   двигател , резистивно-емкостные модули составлены из четного количества элементов и введены фазовращатели по количеству элементов резистивно-емкостных модулей, элементы сравнени , синхронные детекторы и фильтры, количество которых в два раза меньше количества фазовращателей, первые входы фазовращателей соединены с выходами резистивно-емкостного модул , вторые входы - с выходом высокочастотного источника напр жени , а выходы попарно соединены с входами элементов сравнени , выходы которых подключены к первым входами синхронных детекторов, к вторым входам которых подсоединен выход высокочастотного источника напр жени , а к выходам синхронных детекторов подключены фильтры, выходы которых  вл ютс  выходами устройства.

   5а 55565г.

   Фиг. 2