SU936340A1 - Устройство дл управлени шаговым электродвигателем - Google Patents
Устройство дл управлени шаговым электродвигателем Download PDFInfo
- Publication number
- SU936340A1 SU936340A1 SU802959753A SU2959753A SU936340A1 SU 936340 A1 SU936340 A1 SU 936340A1 SU 802959753 A SU802959753 A SU 802959753A SU 2959753 A SU2959753 A SU 2959753A SU 936340 A1 SU936340 A1 SU 936340A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- code
- output
- phase
- adder
- motor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
(5) УСТРОЙСТВО дл УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ
1
Изобретение относитс к электротехнике и может-быть использовано дл ..управлени шаговыми электродви- ; гател ми с электрическим дроблением шага в системах числового программного управлени (ЧПУ) металлорежущими станками, координатографами и т.д.
Известно устройство дл управлени шаговым электродвигателем, содержащее Q усилители мощности, коммутирующие фазы двигател , управл емые от датчика положени , установленного на валу двигател l j.
Недостатком этого устройства вл етс небольшой диапазон регулировани скорости и положени , что обусловлено ограниченным числом тактов коммутации шагового двигател и не- 20 возможностью получени требуемого угла коммутации фаз, определ ющего в , конечном итоге скорость движени замкнутого шагового электроприрода.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл управлени шаговым электродвигателем с электрическим дроблением шага и датчиком положени на валу, содержащее усилители мощности, преобразователи коданалог , посто нные запоминающие устройства, сумматор и блок управлени . Ойо осуществл ет электрическое дробление шага, уменьшающее дискретность регулировани положени вала двигател и расшир ющее диапазвн регулировани скорости путем изменени с малой дискретностью угла коммутации фаз 2j.
5
Claims (2)
- Недостатком устройства вл етс низка надежность, обусловленна использованием импульсного (инкре-. ментного) датчика положени и счетчиков , обладающих низкой помехоустойчивостью . Кроме того, выполнение .импульсного датчика положени при больших кратност х электрического дроблени шага (малых дискретност х привода) представл ет собой трудноразрешимую технологическую задачу, поскольку его разрешающа способнос ( число импульсов за оборот) должна быть равна или кратна разрешающей способности привода. Применение импульсного датчика вызывает усложнение схемы, обусловленное необходимостью введени элементов, обеспечи вающих временную синхронизацию импульсов управлени и импульсов обра ной св зи, поступающих с датчика. Цель изобретени - повышение надежности и расширение диапазона регулировани шага (дискретности). Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл управлени шаговым электродвигателем с датчико положени на валу, содержащем усили тели мощности, преобразователи коданалог , посто нные запоминающие .устройства , сумматор и блок управлени , вверены генератор тактовых импульсов, функциональный синус-косинусный преобразователь, преобразо ватель фаза-код и делитель, соедине ный входом с выходом генератора так товых импульсов, кодовыми входами с входами функционального синус-косинусного преобразовател , подключе ного выходами синусного и косинусного напр жений к входам датчика, св занного выходом с первым входом преобразовател фаза-код, второй ВХОД которого соединен с выходом оп ного сигнала делител , третий - с выходом генератора тактобых импульсов , а выход - с первым входом сумматора , подключенного вторым входом к выходу блока управлени , а выхода МИ - к входам посто нных запоминающих устройств. На фиг. 1 приведена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные-диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство (фиг. 1) содержит генератор тактовых импульсов 1, делитель 2, функциональный синус-косинусный преобразователь 3. выходы синусоидального UgJ.. и косинусоидал ного напр жений которого подключены к входам двухфазного датчика положени (например, вращающегос трансформатора). Выход датчика положени k и выход опорного сигнала делител 2 соединены с двум входами преобразовател фаза-код 5, третий вход которого подключен к выходу генератора 1. Выход преобразовател фаза - код 5 подключен к одному из входов сумматора 6, соединенного вторым своим входом с выходом блока управлени 7- Выходы сумматора через посто нные запоминающие устройства 8 и 9 и. преобразователи код-аналог 10 и 11 соединены со входами усилител мощности 12, коммутирующего фазы шагового двигател 13. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии на выходе блока управлени 7 сформирован нулевой код, т.е. . Преобразователь фаза-код 5 в каждом периоде напр жений и и и е , .питающих фазы датчика k и формируемых посредством генератора 1 , делител 2 и функционального преобразовател 3, преобразует фазу выходного напр жени датчика k относительно опорного сигнала, постугуэющего с делител 2, в код Ni(), единице которого соответствует шаг двигател в схеме с электрическим дроблением. Дл работЫ схемы необходимо, чтобы код на выходе преобразовател фаза-код 5 был св зан с углом поворота, соединенных между собой валов датчика и двигател 13 и их параметрами соотношением N -kmg. угол поворота вала двигагде тел (датчика); коэффициент электрического дроблени шага; ( естественный шаг двигател ; число фаз двигател ; | цела часть числа k-- dim р - число пар полюсов двигател , код NI/) определ ет положение. ротора шаговог двигател внутри его полюсного делени f 27Г|рВыходной код сумматора 6, который в этом случае () будет равен N( N,, через посто нные запоминающие устройства 8.и 9. преобразователи код-аналог 10 и 11 и усилитель мощности 12 устанавливает некоторую комбинацию включенных фаз двигател 13 и величин фазных токов так, что результирующий вектор магнитного | пол статора совпадает с продольной осью ротора. Jлектромагнитный момент двигател при этом равен нулю. Рассмотренное состо ние устройства соответствует началу отсчета на временных диаграммах, приведенных на фиг. 2 (диаграммы построены дл примера использовани датчика с одной парой полюсов). Если в таком режиме () к вал двигател приложить внешний вращающ момент, то под его действием вал дв гател , а вместе с ним и вал датчика , придут в движение. При этом фаза выходного напр жени датчика 1 относительно опорного сигнала делител 2 Д (фиг. 2) будет линейно измен тьс в течение каждого оборота на Збо. Преобразователь фаза-код 5 преобразует это изменение фазы в ли нейный циклический код N с периодо повторени и максимальным значением m единиц (фиг. 2). Так как , то выходной код сумматора 6. будет повтор ть код Ny, т.е. . Код N с помощью посто нных запоминающих устройств 8 и 9 преобразуетс в ступенчато-синусоидальные коды Nj и N (фиг. 2), которые, в свою очередь, преобразуютс линейными преобразовател ми код-аналог 10 и 11 в ступенчато-синусоидальные напр жени и и и 2, определ ющие уставки фазных токов (дл упрощени на фиг. 2 и 3 ступенчато-синусоидал ные коды и напр жени представлены их огибающей). Кроме того, посто нные запоминающие устройства 8 и 9 формируют сигналы U и Ui, осуществл ющие коммутацию ключевых элементов усилител мощности в срответстВИИ с выбранной диаграммой коммутаци шагового двигател . В результате сов местного действи напр жений U ...LL усилитель мощности 12 формирует в фа зах шагового двигател токи i ... i ( фиг. 2). При этом смещение ротора шагового двигател под действием внешних сил вызывает такое же смещение результирующего вектора магнит ного пол статора и электромагнитный момент, развиваемый двигателем, буде оставатьс равным нулю (при малых кратност х дроблени внутри каждого исскуственного шагао си . будет иметь место некоторый фиксирующий момент, развиваемый двигателем, обус ловленный дискретным характером перемещени результирующего вектора ма нитного пол статора). Дл создани электромагнитного момента и приведени ротора шагового . двигател в движение, например вперед , с помощью блока управлени 7 на второй вход сумматора 6 подают код (фиг. 1 и 3) . максимальное значение которого не должно превышать . При этом код N N,j+Ny на выходе сумматора 6 получает приращение , что эквивалентно его сдвигу на угол Чк (фиг. 3). Соответствующий сдвиг получают токи ... i и результирующий вектор электромагнитного момента , положение которого определ етс кодом N ,. смещаетс относительно пррдольной оси ротора шагового двигател , определ емой кодом N, что вызывает электромагнитный момент и приводит 8 движение вал двигател . Циклический код с выхода преобразовател фаза-код 5f суммируемый с кодом N вызывает перемещение результирующего вектора магнитного пол статора синхронно с движением ротора. При этом Поддерживаетс рассогласование вектора пол и оси ротора, заданные кодом Ny. Дл работы схемы необходимо, чтобы сумматор 6 работал по циклическому закону так, чтобы максимальное значение кода на его выходе N. не превышало значени m , т.е. . Работа сумматора описы .ваетс соотношени ми iNujtNu при (Nл+N,)me N,: N -meпpи (,,)mf fjI-Ny при (Nv()-Ny)0 Nvf-N -fm при (Nvf-Nv)0 Момент, развиваемый двигателем, пропорционален рассогласованию результирующего вектора магнитного пол статора и оси ротора (коду N) и работа устройства в этом режиме эквивалентна разгону двигател посто нного тока. Мен величину кода N. на втором входе сумматора 6, можно обеспечить любое значение электромагнитного момента двигател . Подача на второй вход сумматора 6 отрицательного дополнительного ) кода вызывает изменение знака момента, развиваемого двигателем . Формиру на втором входе сумматора 6 с помощью блока управлени 7 необходимые значени кода Ny, можно обеспечить работу шагового привода в любом режиме, получа в зависимости от назначени системы слежени , позиционирование и программирование движени . Такое выполнение устройства позвол ет не разрабатывать специальные датчики положени , а использовать серийные синус-косинусные вращающиес трансформаторы, обладающие малыми габаритами и низкой стоимостью . Структура предлагаемого устрой ства позвол ет изменить коэффициент дроблени шага (дискретность привода) при неизменном датчике путем изменени коэффициента делени делител и коэффициента пересчета преобразовател фаза-код, т.е. воздействием на электронную часть схемы. Предложенное устройство может быть использовано при любом числе пар полюсов датчика положени и двигател и коэффициента электричес кого дроблени шага, путем выполнени преобразовател фаза-код 5 и сумматора .6 с.соответствующими коэффициентами пересчета. Такое исполнение устройства обес печивает широкие функциональные воз можности привода и расшир ет диапа зон регулировани шага (дискретности ) привода. Технико-экономический эффект от внедрени предлагаемого устройства обусловлен снижением стоимости привода за счет исключени дорогосто щих импульсных датчиков положени , увеличением его помехоустойчивости поскольку информаци с датчика положени повтор етс в течение 1 аждого периода питающих его напр жений и случайные импульсные помехи не нарушают работы привода. Кроме того, широкие функциональные возможности позвол ют разработать р д модифика ций привода, отличающихс дискретностью , на основе одних и тех же двигател и датчика положени . 8 Формула изобретени Устройство дл управлени шаговым электродвигателем с электрическим дроблением шага и датчиком положени на валу, содержащее усилитель мощности, преобразователи код-аналог , посто нные запоминающие устройства , сумматор и блок управлени , отличающеес тем, что, с целью повышени надежности и расширени диапазона регулировани шага, введены генератор тактовых импульсов, функциональный синускосинусный преобразователь, преобразователь фаза-код и делитель, соединенный входом с выходом генератора тактовых импульсов, кодовыми выходами - с входами функционального синус-косинусного преобразовател , подключенного выходами синусного и косинусного напр жени к входам датчика , св занного выходом с первым входом преобразовател фаза-код, второй вход которого соединен с выходом опорного сигнала делител , третий - с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с первым входом сумматора, подключенного вторым входом к выходу блока управлени , а выходами - к входам посто нных запоминающих устройств. I. , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Лученко В,Е., Рубцов В.П. Электропривод с шаговыми двигател ми .- Итоги науки и техники, сер. Электропривод и автоматизаци промышленных установок. Т. 6, М., 1978, с. .
- 2. Чиликин М.Г. и др. Замкнутый дискретный электропривод с цифровым управлением в сб. Труды МЭИ, вып. 325, 1977, с. .т&1t-fTIЛ IФиг.2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802959753A SU936340A1 (ru) | 1980-07-16 | 1980-07-16 | Устройство дл управлени шаговым электродвигателем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802959753A SU936340A1 (ru) | 1980-07-16 | 1980-07-16 | Устройство дл управлени шаговым электродвигателем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU936340A1 true SU936340A1 (ru) | 1982-06-15 |
Family
ID=20909522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802959753A SU936340A1 (ru) | 1980-07-16 | 1980-07-16 | Устройство дл управлени шаговым электродвигателем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU936340A1 (ru) |
-
1980
- 1980-07-16 SU SU802959753A patent/SU936340A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4358726A (en) | Current type inverter | |
US4357569A (en) | Control device for a synchronous motor | |
EP0478225A2 (en) | PMG-based position sensor and synchronous drive incorporating same | |
US4259628A (en) | Control device of AC motor | |
Al-Naib | Design an Industrial Robot Arm Controller Based on PLC. | |
US4489266A (en) | Circuit and a method for processing amplitude and phase variable multiphase signals, which are required as current or voltage reference to drive synchronous motors | |
SU936340A1 (ru) | Устройство дл управлени шаговым электродвигателем | |
SU1159146A1 (ru) | Дискретный замкнутый электропривод | |
De Silva | Design equations for the tooth distribution of stepping motors | |
SU1742974A1 (ru) | Электропривод с частотно-токовым управлением | |
SU1721776A1 (ru) | Вентильный электропривод | |
SU1244779A1 (ru) | Вентильный электропривод | |
KR100295266B1 (ko) | 스텝 모터 제어 시스템 | |
SU1170425A1 (ru) | Электромеханическое многоустойчивое устройство линейного перемещени | |
SU1487144A1 (ru) | Способ определения положения подвижного элемента шагового двигателя | |
SU1417162A1 (ru) | Устройство дл управлени шаговым электродвигателем с дроблением шага | |
Lijiao et al. | Design of PWM subdivision driver for multi-axis stepper controlling | |
SU1495975A1 (ru) | Шаговый электропривод | |
JPH0621798B2 (ja) | アブソリュート位置検出器及びその検出回路 | |
RU1783469C (ru) | След ща система с ограниченным углом поворота выходного вала | |
SU928595A1 (ru) | Автоматический регул тор возбуждени дл асинхронного электродвигател с фазным ротором | |
SU1387121A1 (ru) | Вентильный электропривод | |
SU1295370A2 (ru) | Устройство дл управлени многоканальным электроприводом тренажера | |
SU1511842A1 (ru) | Замкнутый шаговый электропривод с самокоммутацией и дроблением шага | |
SU1552329A1 (ru) | Вентильный электропривод |