SU915200A1

SU915200A1 - Способ управления шаговым электродвигателем с электрическим дроблением шага и устройство для его реализации

Info

Publication number: SU915200A1
Application number: SU802889465A
Authority: SU
Inventors: Boris A Ivobotenko; Sergej S Kozhin; Georgij A Melkumov; Sergej V Bilibin; Aleksandr A Baranov; Yurij A Sokolov
Original assignee: Mo Energeticheskij Institut
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1982-03-23

Description

2

тактовый генератор, два делителя, ключи записи, синхронизатор и шины направления движения.

Указанный способ позволяет до известного предела осуществить деление основного шагового интервала . άο на более мелкие(Элементарные шаги йЦ, равные , где I - коэффициент деления. Значение коэффйциента деления равно количеству фазовых интервалов на периоде 27. '

Недостатком известных способов является отсутствие возможности изменять величину самого интервала ά-ο _|5 без изменения двигателя. Это объясняется тем, что при изменении взаимного фазового сдвига управляющих последовательностей импульсов на реверсивных входах коммутатора в пре_м делах У «0·*2Σπ ротор двигателя осуществляет движение между двумя устойчивыми состояниями, имеющими место при традиционном пофазном способе коммутации обмоток. Величина этого

Изобретение относится;к электро* приводам и может, быть использовано в установках с шаговыми электродвигателями, требующих расширенного диапазона регулирования^-шага и повышенной точности отработки перемещений.

Известны способ управления и устройство, его реализующее, заключающиеся в том, что электрическое дробление шага осуществляют путем \ изменения уровней токов в коммутй- ‘ руемых фазах посредством коммутатора [1].

Наиболее близким по технической сущности является способ управления шаговым электродвигателем с электрическим дроблением шага путем изменения коммутатором соотношения токов в одновременно коммутируемых фазах [2].

Устройство реализующее этот способ, содержит коммутатор фаз двигателя, усилитель мощности и блок электрического дробления шага, включающий

3 915200 4

смещения равна основному шагу и оп~ ' ределена геометрией двигателя.

Цель изобретения - расширения диапазона регулирования шага и повыше-ние точности. _ч

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления шаговым электродвигателем с электрическим дроблением шага путем изменения коммутатором соотношения токов в одновременно коммутируемых фазах, в каждом такте коммутации прдают постоянный ток не менее чем в одну некоммутируемую в данном такте фазу.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее коммутатор фаз двигателя усилитель мощности и блок электрического дробления шага, включающий тактовый генератор, два· делителя, ключи записи, синхронизатор и шины направления движения, снабжено дополнительными коммутаторами, усилителем мощности и диодной сборкой, а блок электрического дробления содержит два ключа направления движения и схему сравнения, входы которой соединены позарядно с делителями, а выход через ключи направления движения - с реверсивными входами дополнительного коммутатора, подключенного выходами через усилители мощности и диодную сборку к фазам электродвигателя.

Такое управление шаговым электродвигателем позволяет изменять величину основного шага двигателя, сохраняя неизменным конструкцию двигателя. При неизменном коэффициент® дробления шага это позволяет повысить точность позиционирования за счет уменьшения основного шага или расширить диапазон регулирования за счет увеличения основного шага.

На фиг.1 и 2 приведены векторные диаграммы, поясняющие принцип электрического дробления шага; на фиг. 3 функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ управления шаговым электродвигателем заключается в следующем.

При изменении токов в фазах иц .и годографом результирующего вектора является прямая линия,· сое- , диняющая точки а и Ь (фиг.1), а пространственный угол движения вектора Р^ равен сЬр, что соответствует шаговому интервалу основной коммутации. Если одновременно с управлением по фазам ичи^подавать в фа5 зы и си4 не коммутируемый в данном такте постоянный ток, то формируется второй частный вектор· Р^, который,

, суммируясь с Р^, дает результирующий вектор н.с., Р.,+ Р_г (фиг.1). В от

10 личие от Р^ вектор Р^имеет расширенный пространственный угол движения, равный ά,θ , и соответствующий годограф, проходящий через точки а¹ и Ь¹ . При .изменении направления тока в 15 некоммутируемых фазах и на обратный вектор Р^ меняет направление. В результате суммирования вектора Р с вектором Р^ основного" поля образуется резуль20 тирующий вектор (-^+ Р^(фиг.-2).

В отличие от Р^ суммарный вектор полу чает уменьшенный пространственный - угол движения и соответствующий годограф, проходящий через точки а¹¹25 и Ь” (фиг.2).,

Предлагаемый способ управления может быть пригоден как при сканировании в зоне ограниченного угла, так и при позиционировании на одном или ЭО нескольких оборотах. При этом требуется дополнительный коммутатор, который будет подавать постоянный ток в некоммутируемые первым коммутатором фазы.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из исполнительного шагового двигателя 1, фазы Ц, Ι-з, Ед которого через диодные сборки 2 и усилители мощности 3 и 4 подключены к выходам коммутаторов 5 и 6. Реверсивные входы коммутатора 5 соединены с выходами делителей 7 и 8, являющимися выходами блока 9 электрического дробления шага, который, кроме того, содержит тактовый генератор 10, синхронизатор 11, ключи записи 12 и 13, инвертор направления движения 14 и схему сравнения 15, выход которой подключен к входам ⁵⁰ ключей* 16 и 17 направления движения. Другие входы ключей соединены с шинами направления движения, а выходы - с реверсивными входами коммутатора 5·' Устройство снабжено инфор⁵⁵ мационным входом 18, входом направления движения 19 и входом сброса|20.

Устройство работает следующим образом.

5 91

При поступлении на вход 20 импульса сброса, устройство устанавливается в исходное состояние. При этом часть обмоток, например ю,, и оказывается подключенной к источнику питания Ε_η чёрез коммутатор 5» другая часть. (αι^πω₄) через коммутатор 6 (фиг.З). Переключателем состояний . коммутатора 6 осуществляется воздействие на его входы двух импульсных последовательностей, вырабатываемых на ' выходах делителей 7 и 8 блока 9 электрического дробления шага. Изменение взаимного фазового сдвига ука- занных последовательностей осуще-_Лствляется изменением емкостей делителей 7 и 8 путем вписывания'в. них единичных импульсов, следующих че-, рез ключи записи 12 и 13 (в зависимости от направления движения) с входа 18 через синхронизатор 11.

Выбор направления движения осуществляется путем подачи на вход 1-9 устройства потенциального сигнала. |Г1ри этом сигнал разрешения устанавливается на входах одного из ключей ;записи 12 или 13 и одновременно на одном из входов ключей направления движения 16 или 17, через которые на реверсивные⁴- входы коммутатора 5 проходит сигнал управления, вырабатываемый схемой сравнения 15 в моменты фазового состояниям' =0, 2У между импульсными последовательностями на выходах делителей 7 и 8. Это соответствует моментам перехода частного вектора Р^ через границы квадрантов точек а и Ь (фиг.1 и 2). ^;

По сигналу схемы сравнения 15 коммутатор 5 подключает к источнику л другую пару обмоток, причем всегда сохраняется условие, при котором част ные вектора Р _ή и Рд находятся в квадрантах с нечетной симметрией.

Применение предлагаемого способа, а также устройства для его реализации, даст возможность получить по сравнению с известными способами и устройствами следующие преимущества,

В зависимости от выбранного направления тока в некоммутируемых фазах основной конструктивный угол шагового двигателя может быть изменен в сторону увеличения или уменьшения. Изменение .уровня постоянно5200 6

го тока в некоммутируемых фазах позволяет регулировать величину конструктивного угла шагового двигателя.

К Ус тановленный коэффициент дробле5 ния в соответствии с известными способами сохраняется для всех регулируемых значений конструктивного угла.

(О

Claims

формула изобретения

45

1. Способ управления шаговым электродвигателем с электрическим дроб15 лрнием шага путем изменения коммутатором соотношения токов в одновре- . менно коммутируемых фазах, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования

20 шага и повышения точности, в каждом такте коммутации подают постоянный ' ток не менее чем в одну некоммутируемую в данном такте фазу.·
2. Устройство для управления шаго25 вым электродвигателем с электричес. ким дроблением шага, содержащее коммутатор фаз двигателя, усилитель мощности и блок электрического дробления шага, включающий тактовый ге30 нератор.два делителя', ключи записи, синхронизатор и шины направления движения, обличающееся тем, что оно снабжено дополнительными /коммутаторами, усилителем мощности ₃₅ и диодной сборкой, а блок электрического дроблений содержит два клю- ·. ча направления движения и схему сравнения, входы которой соединены лозарядно с делителями, а выход че40 рез ключи направления движения - с реверсивными входами дополнительного коммутатора, подключенного выходами через усилители мощности и диодную сборку к фазам электродвигателя.

.