SU728205A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Устройство дл управлени шаговым двигателем Download PDF

Info

Publication number
SU728205A1
SU728205A1 SU772475352A SU2475352A SU728205A1 SU 728205 A1 SU728205 A1 SU 728205A1 SU 772475352 A SU772475352 A SU 772475352A SU 2475352 A SU2475352 A SU 2475352A SU 728205 A1 SU728205 A1 SU 728205A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
frequency
current
key
low
Prior art date
Application number
SU772475352A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Петрович Рубцов
Марк Симонович Зайдин
Юрий Георгиевич Филатов
Виктор Николаевич Козырев
Original Assignee
Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Низковольтного Аппаратостроения Производственного Объединения "Мосэлектроаппарат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Низковольтного Аппаратостроения Производственного Объединения "Мосэлектроаппарат" filed Critical Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Низковольтного Аппаратостроения Производственного Объединения "Мосэлектроаппарат"
Priority to SU772475352A priority Critical patent/SU728205A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU728205A1 publication Critical patent/SU728205A1/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

Изобретение относитс  к области автоматизированного электропривода, аиме но к системам управлени  с шаговыми двигател ми, и может быть использовано дл  приводов подач металлообрабатывающих станков с числовым управлением, координатографов и т.д. Известны устройства дл  управлени  шаговым двигателем, содержащие многоканальный коммутатор фаз шагового дви- ,гател  и ключевые элементы, обеспечивающие регулирование фазного напр жени  li.( Недостатком указанных устройств  -в п етс  одинакова  кратность форсирюв ни  процессов изменени  тока в фазах двигател  во всем диапазоне рабочих частот. В области высоких частот форсирование процессов нарастани  и спадани  тока в фазах оказывает положительное; вли ние на свойства шагового привода, увеличива  момент, развиваемый двигвртелем . В области низких частот форсирование процессов измене1ш  тока  вл ет с  вредным и приводит к возникновению значительных колебаний скорости при отработке шага, перерегулированию и по тере устойчивости движени . Дл  улучшени  качества движени  в области низких частот скорость изменени  тока при включении и отключении фазы необходимо снижать, что не может быть осуществлено в указанных устройствах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  шаговым двигателем , содержащее многоканальный коммутатор , каждый канал которого включает в себ  основной клкзчёвой элемент, св зы-. Бающий первуюклемму фазы двигател  с общей шиной источника питани  посто нного тока низкого и высокого уровней, и вспомогательный ключевой элемент, св зывающий шину источника высокого уровн  с второй клеммой фазы двигател , подключенной к одноименной шине источника низкого уровн  через разделителыодй диод 2). Это устройство также не обеспечивает изменени  кратности форсировани  при пе реходе из области низких частот в облас высоких, т.е. не позвол ет улучшить качество движени  в области низких час тот при сохранении заданного диапазона. Принципиально улучшение качества движени  в таком устройстве возможно за счет снижеги  напр жени  питани , однако это прИЬодцт к уменьшению диапа- зона рабочих частот, и, следовательно, такой путь непригоден. Целью изобретени   вл етс  повышение плавности и устойчивости, движени  двигател  в области низких частот при созфанении рабочего диапазона. Указанна  цель достигаетс  тем, что . устройство дл  управлени  шаговым двигателем содержит в каждом канапе комму татора дроссель и дополгштельные диод и ключ, например тиристор, соедин ющий первую клемму фазы двигател  с шиной источника низкого уровн , подключенной через дроссель к второй клемме фазы дви гател ,. шунтированной совместно с осHOBHbiM ключевым элементом встречно, направленным дополнительным диоДом. В цел х расширени  диапазона плавного движени  дроссель снабжен обмоткой подмаг ничивани  и в устройстве установлены БТО рой дополнительный ключ и элемент ИЛИ подключенный входами к входам коммута тора, а выходом - к входу второго допол нительного ключа, св зывающего обмотки подмагничивани  дросселей.- всех каналов и одним из источников питани . Устройство также содержит преобразователь частота-аналог, пороговый элемент и третий дополнительный ключ, выход которого подключен к входу первого дополнительного ключа каждого канала, а вход через пороговый элемент - к вы- ходу преобразовател  частота-аналог, соединенного входом с элемента ИЛИ, ТакоеВыполнение устройства позвол е в области низких частот уменьшить кратность форсировани  процессов изменени  тока в фазах за счет отключени  высокого напр жени , снизить скорость на- расташш и спадани  тока в области низ ких частот за счет увеличени  посто нно времени фазы и регулировать постойкную времени фазы в фушшии частоты, обеспечива  оптимальную, с точки зрени  качества движени , форму фазного тока. На фиг. 1 приведена электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг.

Claims (2)

  1. 7282O5 2 показаны временные: диаграммы тока и напр жени  0 на фазе двигател  в области низких частот управле1ш ; на фиг. 3 - аналогичные диаграммы в области высоких частот. Устройство содержит многоканальный коммутатор, каждый канал которого включает в себ  основной ключевой элемент 1, фазу 2 двигател , св занную с источником питани посто нного тока низкого уровн  и через разделительный диод 3 и рабочую обмотку 4 дроссел , и вспомогательный ключ 5, соедин юший фазу 2 с источником питани  высокого -уровн  Ug , Фаза 2 св зана также с общей шиной обоих источников и и и в через встречно включенный диод 6, с шиной источника U, через диод 7 и с источника U/| через дополнитель.ный ключ (тиристор) 8, Обмотки подмагничивани  9 дросселей всех каналов подключены к источнику питани  низкого уровн  и .через дополнител1ный ключ 1О. и могут быть, соединены между собой последовательно или параллельно. Управление ключевыми элементами 1 коммутатора осуществл етс  от рас фё- делител  11 импульсов, выходы которого подключены к входам ключевых элементов 1 непосредственно, а к входам ключевых элементов 5 через узел 12 задани  длительности форсировани , выполненный, например-, в виде элемента сравнени  13 и триггера 14. Вход элемента сравнени  подключен к резистору 15 обратной св зи . Входы направлени  движени  В и Н распределител  11 через элемент ИЛИ 16 подключены к входам ключа 10, а через элемент ИЛИ 16, преобразователь частота-аналог 17, пороговый 18 и ключ 19 - к входу тиристора 8,. Выход ключа 19 подключен также через инвертор 20 к одному их входов элемента И 21, установленного в цепи отпирани  ключевого элемента 5, Устройство работает следующим образом . При поступлении управл ющих им- : пульсов с частотой fa на один из входов (ВилиН) распределител  11 импульсоз на его выходах образуетс  многоканальна  последовательность пр моугольгных импульсов, обеспечивающих отпирание ключевых элементов 1, коммутирук щих в заданной последовательности фазы 2 двигател  и разрешающих работу вспомогательных ключевых элементов 5, 1 осуществл ющих форсирование процессов нарастани  и спадани  тока в фазах 2 двигател  за счет приложени  к ним в переходные моменты времени повышенного напр жени  Ug (фиг. З). Если шаговый двигатель работает в области низких частот, при которых ток 1ф в фазе за врем  включенного состо ни  (фиг. 2) успевает достигнуть установившегос  значени  при низком уровне напр жени  питани  J,, то вспомогательные ключи 5 запираютс  и высо коенапр жение фазы двигател  не поступает. Гранична  частота, до которой ключи 5 заперт ы, определ етс  настройкой порогового, элемента 18, напр же- ние на входе которого, поступающее с пр образовател  частота - аналог 17, пропорционально частоте входных импульсов . .Импульсы на преобразователь 17 поступают со входов распределител  11 через элемент ИЛИ 16. Элементы 16, 17, 18, и 19 образуют измеритель частоты (скорости шагового двигател ). который может быть выполнен не только по приведенной структуре, но и любым другим образом. При ivj fj.( f 5- Гранична  частота диапазона низких частот, определ ема  настройкой порогового элемента 18) ключ 19 находитс  в провод щем состо нии, отпира  тиристоры 8 и через инвертор20 , запира  цепи включени  ключевых элементов 5. Такое состо ние элеме тов схемы обеспечивает ее работу с низким напр жением U , вызывающим, как это следует из диаграмм на фиг. 2, замедленное нарастание тока 1 ф и спадание его по цепи: фаза 2, тиристор 8, рабоча  обмотка 4 дроссел , диод 3, фаза 2. Однако даже при подаче на фазь 2 шагового двигател  низкого нйпр ;жени  и , величина которого выбираетс  равной ф-ф- U, где Зф- номинальный ток фазы; Иф активное сопротивление цепи фазы; kU - падение напр жени  на ключевых элемен тах и диодах в цепи фазы, ток в област низких частот нарастает слишком быстро что вызывает нежелательные колебани  ротора при отработке каждого шага. Колебани  угла и скорости в области ни ких частот, обусловленные скачкообразным нарастанием тока, увеличивают дина мическую ошибку, ухудшают качество движени , что отрицательно сказываетс  на работе механизмов, приводимых в движение двигателем, и может, вызвать сбои, , в работе самого шагового двигател  (особенно в области частот электромеха- ническохх резонанса, когда частота выходных импульсов совпадает с частотой собственныхколебаний привода). Дл  уменьшени  колебаний угла и скорости двигател  в области низких частот необходимо еще в большей степени замедлить процесс нарастани  и спадани  тока в фазах. В описываемом устройстве это достигает- с  введением в цепь фазы 2 дроссели и тиристора 8. Увеличение индуктивности в цепи фазы 2 обеспечивает снижение ско- рости изменени  тока 1 ф в сравнении с естественным процессом (соответствующие кривые тока 1ф показаны на фиг. 2 .тиром), имеющим место при отсутствии дополнительной.индуктивности в цепи фазы. Фиксированные значени  посто нной времени фазы двигател  напр жени  U обеспечивают оптимальную с точки зрени  качества движени  форму кривой фазного тока только при одном значении частоты j. Поскольку двигатель работает при переменной частоте управлени , то дл  сохранени  нагрузочной способности и обеспечени  требуемого качества движени  при изменении частоты , необходимо регулировать скорость нарастани  и спадани  тока в функции частоты, Это достигаетс  введением в дроссель обмотки подмагничивани  9. Ключ 10 отпираетс  на врем  -Ь .-const с частотой f- , обеспечива  изменение средне1Х1 напр жени  на обмотках подмагничивани  и, следовательно, тока подмагничивани  пропорционально частоте управл ющих импульсов. Увеличение тока подмагничивани  дроссел  с ростом частоты приводит к уменьшению его индуктивности, т.е. обеспечивает увеличение скорости изменени  фазного тока двигател  с ростом частоты. Автоматическое изменение параметров фазы двигател  в функции частоты позвол ет сохранить оптимальную форму кривой тока во всем диапазоне низких частот. При увеличении частоты выше граничной , т.е. при , пороговый элемент 18 закрываетс  и снимаетс  управл ющий сигнал с тиристоров 8. Одновременно снимаетс  сигнал запрета .с элемента 772 И 21, что обеспечиБает периодическое включение ключевого элемекга 5и11одач на фазы 2 напр жени  в соответствии с диаграммой на фиг. 3. Сн тие сигнала -управлени  с тиристоров 8 обеспечивает их автоматическое запирание встречно приложенным напр жением U без введени дополнительных коммутирующих элементов Пере&тройкХ структуры схемы при ,. 1ФИВОДИТ к тому, что при отпирании ключевого элемента 1 по цепи: элемент И 21 и триггер 14, отпираетс  ключевой эле.мент 5, обеспечива  подачу на фазу 2 высокого напр жени  U (фиг, 3). Под действием этого напр жени  происходит ускоренный (форсированный) процесс нарастани  тока i до значени , определенного порогом срабатывани  элемента сравнени  13. Сигнал обратной св зи по току снимаетс  с резистора 15. При срабатывании элемента сравнени  триггер 14 отключает ключевой элемент 5. Поскольку в момент,коммутации ключевого элемента 5 ток в рабочей обмотке 4 дроссел  не равен току в фазе 2 двигател , в схеме предусмотрев диод обеспечивающий прохождение тока в фазе 2 до момента нарастани  тока в обмотке 4 дроссел . Запирание ключевого элемента 1 в конце такта коммутации (фиг. З) обеспе чивает форсированное спадание тока 1ф по цепи: фaiзa 2, диод 7, встречно включенный источник и,2 , диод 6, фаза 2. При Этом энерги , накопленна  электро- магнитным полем фазы 2, рекуперирует с  в источник Uj. Таким образом, устройство, выполне ное согласно изобретению, обеспечивает улучшение качества, движени  двигател  в области низких часЛгот при сохранении динамических характеристик и диапазона рабочих частот привода. Автом атйческа  перестройка структур устройства обеспечивает оптимальные, с точки зрени  качества движени  и нагрузочных свойств, услови  функционировани  шагового привода. Формула изобретени  1. Устройство дл  управлени  шаговы двигателей, содёржшцёе мнргоканальнь1й 5 коммутатор, каждый канал которого включает в себ  основной ключевой элемент , св зывающий первую клемму фазы двигател  с общей шиной источников питани  посто нного тока низкого ji высокого уровней, и вспомогательный ключевой элемент, св зывающий щину источника высокого уровн  с Второй клеммой фазы двигател , подключенной к одноименной шине источника низкого уровн  через разделительный диод, отличаю щ е е с-  тем, что, с целью повышени  плавности и устойчивости движени  двигател  в области низких частот, в каждом канале установлены дроссель, дополнительные диод и ключ, например тиристор, соедин ющий первую клемму фазы двигател  с шиной источника низкого уровн , подключенной через дроссель к второй клемме фазы двигател , шунтированной совместно с основным ключевым элементом встречно направленным дополнительным диодом. 2.Устройство ПОИ.1, отличающеес  тем, что, с целью pac-i ширени  диапазонаПлавного движени , дроссель снабжен обмоткой подмагничивани  и установлены второй дополнительный ключ и элемент ИЛИ, подключенный входами к входам коммутатора, а выходом - к Входу второго дополнительного ключа, св зывающего обмотки подмагничивани  дросселей всех каналов с одним . из источников питани . 3.Устройство прп.2, отли - чающе-ес  тем, что оно содержит преобразователь частота-аналог, пороговый элемент и третий дополнитёльньгй ключ,,выход которого подключен к входу первого дополнительного ключа каждого канала, а вход через пороговый элементR .выходу преобразовател  частота-ана лог, соединенного входом с выходом элемента ИЛИ. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Дискретный электропривод с шаговыми двигател ми. Под ред. М.Г.Чиликина. М., Энерги , 1971, с. 237-244,
  2. 2.Патент США № 3757193, кл. 318-696, 1973.
    :.Л
    , :-:t v- :
    . л/«f 5й ;-А ,.. ; .,;i: - . ...--л- -; ,-W .
    728205
    Иф
    ц
    Ф
SU772475352A 1977-04-11 1977-04-11 Устройство дл управлени шаговым двигателем SU728205A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772475352A SU728205A1 (ru) 1977-04-11 1977-04-11 Устройство дл управлени шаговым двигателем

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772475352A SU728205A1 (ru) 1977-04-11 1977-04-11 Устройство дл управлени шаговым двигателем

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU728205A1 true SU728205A1 (ru) 1980-04-15

Family

ID=20704674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772475352A SU728205A1 (ru) 1977-04-11 1977-04-11 Устройство дл управлени шаговым двигателем

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU728205A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69020709T2 (de) Steuerung mit gemischter Regelungsform für einen resonanten Leistungswandler.
JPH02273072A (ja) 電源回路
US6370049B1 (en) Inverter arrangement with three one-phase autotransformers
MY119456A (en) Pulsed width modulation method for power transforming apparatus
DE4212472B4 (de) Freischwingendes Schaltnetzteil
EP0155303B1 (en) Inverter circuit with a control circuit for leading transistors more effectively into a turned-off state
DE2351164A1 (de) Regelanordnung fuer kommutatorlosen motor
EP0203444B1 (de) Primärgetaktetes Schaltnetzteil
US4688164A (en) Direct-voltage converter for feeding an appliance with an inductive component
EP0282961A2 (de) Wechselrichter zur Speisung eines Verbrauchers mit einer induktiven Komponente
US3445742A (en) Control circuits for inverters producing an alternating output constituted by a pulse train
SU728205A1 (ru) Устройство дл управлени шаговым двигателем
US3944856A (en) Chopper control system
US4288729A (en) Control system for D.C. electric motor
US5486994A (en) Device for control of the oscillating circuit of a voltage inverter operating under quasi-resonance with pulse modulation regulation
WO1986005345A1 (en) Deflection network concept for television sets
EP0043510B1 (de) Schaltungsanordnung zum speisespannungssynchronisierten Schalten von Spannungshalbwellen
DE4136514C2 (de) Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines als Zentrifugenantrieb dienenden dreiphasigen Induktionsmotors
GB2109184A (en) Controlling conduction of semiconductor device
US4404622A (en) Stabilized power supply
RU2086073C1 (ru) Способ переключения ответвлений обмотки трансформатора
DE3049020C2 (de) Regelbarer Gleichspannungswandler für Leistungsschaltnetzteile
US4394721A (en) Thyristor power converter with switched impedance
DE2162988B2 (de) Stellglied für einen Wechselspannungsregler
SU1661848A1 (ru) Способ В.Г.Вохм нина управлени электромагнитными механизмами посто нного тока