SU699646A2 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Description

I

Изобретение касаетс  регулируемых, в частности, шаговых электроприводов переменного тока, построенных, например , на базе асинхронных двигателей с фазным ротором, и может быть использовано в системах точного позиционировани , приводах подъемных механизмов и т. п.

По основному авт. св. № 472432 описано устройство дл  управлени  шаговым двигателем переменного тока (асинхронным двигателем с фазным ротором), точность позиционировани  и динамические показатели которого завис т от задаваемой цены шага ротора. Это устройство состоит из двух каналов управлени  инверторами статора и ротора двигател , подключенными к соответствующим выпр мител м , и 1 нератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами обоих каналов управлени , каждый из которых состоит из последовательно соединенных смесител  частоты, делител  частоты , распределител  импульсов и блока

согласовани . Вторые же входы каналов управлени  соединены с соответствующими управл ющими входак и устройства вперед и назад.

Устройство обеспечивает отработку двигателем задани , равного разности числа импульсов, поступающих на его управл5пощие входы.

Недостатком известного устройства  вл етс  увеличение относительной статической ошибкис уменьшением цены шага, а также снижение быстродействи  привода.

Целью изобретени   вл ютс  повышение точности и быстродействи  привода.

Дл  этого устройство содержит реверсивный счетчик, элемент сравнени , датчик положени  и функциональный преобразователь , вход которого св зан с выходом элемента сравнени , соединенного входами с выходами датчика положени  и реверсивного счетчика, подключенного своими входами к пр мому и обратному входам устройства. Кроме того, выход функционального преобразовател  соединен с входом гене ратора импульсов, а пр мой и обратный выходы функционального преобразовател  соединены соответственно с входами первого и второго выпр мителей. Такое выполнение устройства дл  управлени  шаговым двигателем обеспечи вает регулирование электромагнитного момента двигател , что повышает точность отработки шага и быстродействие привода. На фиг. 1 приведено устройство с ге нератором импульсов регулируемой частоты , структурна  схема; на фиг. 2 то же, с нерегулируемым генератором импульсов. Устройство срдержит. генератор 1 им пульсов, смесители 2-3 частоты, делители 4-5 частоты; распределители 6-7 импульсов, блоки 8-9 согласовани , инверторы Ю - 11 напр жени , выпр мители 12 - 13, двигатель 14, датчик 15 положени , элемент 16 сравнени , реверсивный счетчик 17 и функциональный преобразователь 18. Устройство работает следующим образом . . В исходном состо нии (при отсутствии импульсов на управл ющих входах вперед и назад) импульсы от генератора 1 через смесители 2-3 частоты , делители 4-5 частоты, распределители 6-7 импульсов и блоки 8-9 согласовани  формируют на выходах инверторов 10 - 11 симметричные многофазные системы напр жений, одноименны гармонические составл ющие которых, создающие вращающиес  в одну сторону электромагнитные потоки статора и рото ра, привод т к созданию суммарного ста тического синхронизирующего момента, фиксирующего ротор в точке, завис щей от начального фазового угла сдвига меж ду этими системами напр женийи момен та нагрузки. Рассмотрим работу устройства приме нительно в двухфазной мащ1ше двойного питани  с симметричными двухфазнымиобмотками на статоре и роторе, питание которых осуществл етс  от двух симмет ричных двухфазных систем напр жений пр моугольной формы, вырабатываемых инверторами 1О и 11. При вращении электромагнитных полей обеих обмоток в одном направлении шаг ротора двигател  14 . «)0 M-Fk где р - число пар полюсов обмоток; К - коэффициент делени  делителей 4 И 5 частоты. Кольцевой реверсивный счетчик 17, число разр дов которого равно Л К, обеспечивает регистрацию фазового сдвига между системами питани  статора и ротора с дискретностью oCgS.90/K эл. град Число периодов-воспроизведени  угла поворота ротора датчиком 15 положени  равна р, а дискретность воспроизведени  - меньше или равна шагу ротора cL . Элемент 16 сравнени  осуществл ет операцию алгебраического вычислени  разности между показани ми реверсивного счетчика 17, регистрирующего наличие фазового сдвига у между двум  системами питани  двигател  14, и показани ми датчика 15 положени , регист.рирующего отклонение ротора 0 от точки устойчивого положени  (нул  кривой синхронизирующего момента). Если величина указанной выше разности отлична от нул , то на выходе элемента 16 сравнени  по вл етс  тсигнал, пропорциональный ей. В случае управлени  моментом двигател  при помощи изменени  частоты питани  статора и ротора {фиг. 1), функциональный преобразователь 18 преобразует сигнал рассогласовани  Г - 0 в сигнал, измен ющий частоту генератора 1 так, чтобы пропорциональна  ему частота питани  двигател  обеспечила развитие им момента, необходимого дл  обеспечени  заданной величины этого рассогласовани  (при уменьшении частоты питани  Статора и ротора момент двигател  возрастает, а при увеличении - падает). В качестве функционального преобразовател  может быть использован интегратор с нелинейным коэффициентом передачи, завис щим от величины сигнала на его выходе. Если сигнал рассогласовани  меньше заданного, то функ- циональный преобразователь увеличивает частоту генератора 1, обеспечива  тем минимально восзможный момент двигател  при минимуме энергопотреблещ . j69 Электромагнитный момент Двигател  при управлении путем изменени  соотношени  между величинами напр жений статора и ротора (фиг. 2) может быть запи сан следующим образом: 3Nv- cS T-e f a-N 3 - синхронизирующа  составл юща  электромагнитного момента; АЛ - демпфирующа  составл  юща  электромагнитного момента; активна  составл юща  электромагнитного момента;

4-( U,U, -напр жени  питани  и активные сопротивлени  фаз статора и ротора. Из приведенных соотношений следует, что величина активной составл ющей элек тромагнитного момента Мд измен ет мо мент двигател . Соответствующий выбор Мц, обеспечит рассогласование 0 г О. Функциональный-преобразователь 18 в этом случае измен ет соотношение между напр жени ми выпр мителей 12 и 13 обеспечива  выполнение услови  J-O О. В частном случае, при условии развити  двигателем посто нного синхронизирующего момента, сигналы на пр мом и обратном выходах функционального преобразовател  должны быть пропорциональны (И l/Kq. гце KCJ- величина, завис ща 

Claims (3)

1. 20 Формула изобретени  от величины рассогласовами  (при отсутствии рассогласовани  и при моменте нагрузки , равном нулю, величина ((д, -1). В качестве функционального преобразовател  здесь могут быть использованы два интегратора. Причиной возникновени  рассогласовани  У - 0 может  витьс  либо изменение управл$пощего воздействи , либо нагрузки на валу двигател . В обоих случа х устройствоодинаково обеспечивает компенсацшо возникающего рассогласовани  ротора относительно заданного положени  полей статора и ротора, повыша  точность работы и быстродействие при-, вода, а также расшир   диапазон рабочих частот. 1.-Устройство дл  управлени  шаговым двигателем,.по авт. свид. № 4724Э2, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  привода, оно содержит реверсивный Счетчик, элемент сравнени , датчик положени  и функциональный преобразователь , вход которого св зан с выходом элемента сравнени , соедшгенного входами с выходами датчика положенкл и реверсивного счетчика, подключенного своккси входами к пр мому и обратному входам устройства.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что выход функционального преобразовател  соединен со входом генератора импульсов.
3. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что пр мой и обратный выходы функционального преобразовател  соедннены соответственно со входами первого и второго выпр мителей.

   «ь

   rf

   0

   fS МЗО

   t t/}Lt