SU266365A1 - - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО дл  КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЯ ШАГОВОГО

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники.

Известны устройства дл  контрол  движени  шагового двигател  (ШД), например четырехфазного с реактивным ротором, включающие датчик сигналов о вращении ротора двигател , преобразователь, регистрирующее устройство и коммутатор.

Р1звестные реактивные и активные щаговые электродвигатели, содержащие безобмоточный зубчатый ротор или посто нные магниты на роторе соответственно и обмотку управлени , о змещенную на полюсах статора, не обеспе ичают контрол  отработки щага и требуют « зработки специальных датчиков отработки угла поворота. Создание малоинерционных датчиков отработки щага дл  шаговых микродвигателей и особенно двигателей с малой величиной единичного щага представл ет значи тельные трудности, поскольку моменты инерции и трени  подвижной части датчика могут значительно превосходить аналогичные моменты ШД. Кроме того, необходимо учитывать то обсто тельство, что характер движени  ротора ШД существенно зависит от режима работы. Если на высоких частотах можно считать, что ротор движетс  почти с посто нной угловой скоростью, то на низких частотах (режим одиночных щагов) и прн остановке ротор совершает колебательные движени , причем его

ДВИГАТЕЛЯ

скорость -носит закономерный характер. Это приводит к тому, что сигнал, даваемый датчиком , по форме и а1мплитуде может измен тьс  в довольно щироких пределах. Предложенное устройство отличаетс  о.т известных тем, что оно содержит схему совпадени , один вход которой св зан через преобразователь с датчиком сигналов, в качестве которого используетс  другой шаговый двигатель , при этом валы их св заны л естко, другой вход схемы совпадени  через другой преобразователь соединен с коммутатором, а выход схемы совпадени  соединен с регистрирующим устройством.

Контроль движени  щагового двигател  осуществл етс  по преобразованным и усиленным электрическим импульсам, получаемым от электронного коммутатора и датчика угла, в качестве которого использован другой шаговый двигатель, имеющий обмотку лодмагиичиванн  (в случае реактивного ШД) н магнутную систему , подобную испытуемому ШД. Устройство отличаетс  простотой и позвол ет измер ть в щироколт диапазоне рабочих частот полный угол поворота и число отработанных щагов исследуемого щагового двигател .

на одном валу с шаговым двигателем сидит датчик 3 отработки шагов, который через преобразователь и усилитель 4 подсоединен к схеме 5 совпадений. Через формирователь 6 импульсов схема 5 подключена к коммутатору /. На выходе схемы 6 имеетс  регистрируюш.ее устройство (счетчик импульсов) 7.

Управл ющие импульсы, определ юш;ие движение двигател  2, поступают на вход коммутатора /. В качестве датчика 3 используегс  вспомогательный шаговый двигатель, сид щий на одном валу с основным двигателем и имеющий магнитную систему, аналогичную магнитной системе последнего. Датчик имеет фазные (измерительные) и одну подмагничивающую обмотку в случае использовани  реактивного ШД или только измерительные обмотки в случае применени  активного ШД.

Рассмотрим дл  примера работу устройства, в котором в качестве датчика использован четырехфазный восьмиполюсный реактивный шаговый двигатель.

Если пренебречь магнитным сопротивлением железа и торцовыми потоками рассе ни , то при учете только первой гармоники магнитной проводимости воздушного зазора имеем следующие выражени  дл  магнитных потоков полюсов восьмиполюсной конструктии магнитной цепи

,

г,

е под - число витков подмагничивающей катушки, расположенной на одном полюсе;

i - ток подмагничивающей катущки, расположенной на одном полюсе; /г - пор дковый номер полюса, расположенного по окружности расточки статора (W 1, 2, 3,... 8); ., cos 9+ («+1)

- магнитна  1проводимость воздушного зазора под д-ым полюсом; вш - сдвиг между двум  смежными полюсами , эл-град.;

а - относительна  амплитуда переменной составл ющей магнитной проводимости.

При вращении ротора датчика со скоростью в измерительных обмотках, уложенных на люсах, наводитс  э.д.с. вращени , равна 

,,. и Ф

/„ .

Информаци , получаема  от рассматриваемого датчика в виде синусоидального напр жени , по четырем каналам поступает на усилитель-преобразователь . С выхода усилителей

импульсы пр моугольной формы, соответствующие , например, положительным полупериодам синусоиды, поступают на схему совпадени , котора  обеспечивает по вление разрешающего импульса на выходе одного из четырех

элементов совпадени  только тогда, когда придет управл ющий импульс от коммутатора ШД. Этот управл ющий импульс получаетс  от формировател  6 и по длительности должен быть значительно меньше чем полупериод собственных колебаний шагового двигател .

По количеству импульсов на выходе схемы 5 измер ют полный угол поворота ротора исследуемого ШД.

Описанное устройство обеспечивает получение информации (в дискретной форме), котора  соответствует истинному движению ротора исследуемого шагового двигател  и не пропускает всю ту информацию, которую выдает датчик отработки шага в результате колебаВИЙ ротора ШД.

Приведенное устройство может быть использовано дл  исследовани  не только четырехфазных реактивных, но и двухфазных активных ШД. Аналогично описанному может быть выполнено устройство дл  контрол  движени  шаговых двигателей, имеющих шесть и более фаз.

Предмет изобретени 

Устройство дл  контрол  движени  шагового двигател , например четырехфазного с реактивным ротором, содержащее датчпк сигналов о враидении ротора двигател , преобразователь , регистрирующее устройство и коммутатор , отличающеес  тем, что, с целью повьчшеии  достоверности контрол  во всем диапазоне частот и увеличени  точности измерени 

угла поворота щагового двигател , оно содержит схему совпадени , один вход которой св зан через преобразователь с датчиком сигналов , в качестве которого используетс  другой шаговый двигатель, при этом валы их св заны

жестко, другой вход схемы совпадени  через другой преобразователь соединен с коммутатором , а выход схемы совпадени  соединен С регистрирующим устройством.