Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага

(54) УСТРОЙСТВОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ШАГООБЛЕНИЕМ ШАГА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградский механический институт им Маршала Советского СоюзаУстинова Д.Ф.(56) Авторское свидетельство СССРУ 1042151, кл. Н 02 Р 8/00, 1983 .Соколов М.М., Рубцов В.П. Дискретный электропривод механизмов электротермических установок. М,: Энергоатомиздат, 986, с,77-80,(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может использоваться в системах стабилизации скоростис щаговыми двигателями. Цель изобретения состоит в повышении точности,устойчивости синхронного движения иповышении КПД, Техническая сущностьизобретения заключается в том, чтоустройство управления содержит реверсивный счетчик 1, с выходами которого соединены последовательно включенные программируемые запоминающие устройства 2-5, цифроаналоговые преобразователи 6-9, регуляторы тока 10-13,формирующие требуемые законы изменения фазных токов для управления с постоянным моментом. В устройство введен контур электронного демпфированиявключающий датчик положения ротора1403332 40 19 с преобразователем угол-код 20,вьгходной код которого сравнивается на сумматоре 21 с кодом реверсивного счетчика. Сумматор через цифроаналоговый преобразователь 22 и корректирующее звено 23 связан с регулятором напряжения 24, изменяющим опорное наИзобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в следующих системах,Цель изобретения - повышение точности, устойчовости синхронного движе. 5 ния, повьпдение КПД.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства управления четырехфаэным гдаговым двигателем 10Устройство содержит реверсивный счетчик 1, к выходам которого подключены Формирователи кривой тока в каждой фазе, состоящие иэ последовательно включенных программируемых за поминающих устройств 2-5, цифроаналоговых преобразователей 6-9, регуляторов 10-13 тока, которые соединяют обмотки шагового двигателя 14-17, с источником питания О. На валу ротора двигателя 18 установлен через редуктор датчик 19 положения ротора с преобразователем 20 угол - код, Выходы цифрового преобразователя угла соединены с вычитающими входами сумматора 21, на суммирующий вход которого подается код с выхода реверсивного счет чика 1. Выход сумматора 21 через дополнительный цифроаналоговый преобразователь 22 соединен с входом функ 30 ционального блока 23, который выполняет функцию пропорционально-дифферен. цирующего регулятора аналогового типа, Выход функционального блока 23 соединен с входом регулятора 24 напря. 35 жения, установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей бфазных цепей.Устройство работает следующим образом, В зависимости от требуемого направления вращения управляющие импряжеге нз ггифроана.гооР .: греобра -зователях бфазньгх цепей. Тем самьгмрегулируготся амплитудьг токов в фазахв функции рассогласования результируюггГей поля статора и положеля ротора, что повьпдает точность и устойчивостьо 1 ило 2пульсы частоты Г поступают либо на вход сложения, либо па вход вычитания реверсивного с-гетчика 1, Для уггеньгдения дискретности перемещенггй резупьтирующей МДС поля статора и для управления с постоянным моментом вращения программируются требуемые кривые фазных токов, Это обеспечивается введением ггрограммггруемьгх запоминающих устройств 2-5 в цепь каждой фазы, формирующих по сигналам реверсивного счетчика требуемый закон изменения тока в цифровом виде, Лиггеггньге цифроаналоговые преобразователи бвырабатывают аналоговый сигнал для регуляторов тока, работающих в активном режиме с обратной связью по току.Таким образом обеспечивается плавное перемещение резулыирующей поля статора. Ротор шагового двигателя будет отрабатывать эти перемещения с ошибкой, которая значительно возрастает в переходных режимах, в области резонансных режимов, при воздействии на привод возмущений, Для коррекции этих ошибок в динамических режимах вводится дополнительный контур управления,Вводимый контур дополнительной коррекции движения ротора или контур электронного демпфирования работает следующим образом. Информация об угловом положении ротора, полученная на датчике 19 положения ротора 19 и преобразователе 20 в цифровом виде сравнивается на сумматоре 21 с кодом, поступающим на другой вход сумматора с выхода реверсивного счетчика, который задает положение результирующей ИДС поля статора. Таким образом разность сравниваемых кодов соответствует разности в угловом положении1403.1".2 Формула и з о б р е т е н и я Составитель В.АлфимовТехред А.Кравчук Корректор А.Тяско Редактор Ю,Середа Заказ 3003/54 Тираж 583 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 рот ора и результирующей МДС поля стато ра. Полученная в цифровом видеошибка пропускается через цифроаналоговый преобразователь 22, после которого в аналоговом виде поступаетна корректирующее звено пропорционально-дифференциального вида (функциональный блок 23). С выхода этогоблока корректирующий сигнал подаетсяна вход регулятора 24 напряжения,установленного в цепи опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей Фазных цепей, В зависимости отвеличины корректирующего сигнала регулируется опорное напряжение всехфазных цифроаналоговых преобразователей 6-9, что соответствует регулированию амплитуды токов в каждой Фазе, а, следовательно и величинывращающего момента, Такое регулирование эквивалентно управлению поошибке и производной от ошибки, чтосоздает демпфирующее воздействие напривод,такое выполнение устройства обеспечивает демпфирование колебаний ротора во всем диапазоне частот управления, а это, в свою очередь повышает точность и устойчивость работыпривода,Кроме того, введение контура демпфирования обеспечивает автоматическое уменьшение амплитуды тока в фазах на низких скоростях, когда ошибка мала. Это обеспечивает значительное снижение энергопотребления привода при низких частотах управления, при сохранении преимуществ управления с дроблением вага,Моделирование на ЦВМ предлагаемой ;)структуры показало, что управление на малых скоростях ( 0,5 Е) с электронным демпфированием позволяет снизить амплитуду тока в 5-6 раз при повыше нии точности с одновременным уменьшением колебательности в 3 раза. 15 Устройство для управления шаговымдвигателем с дроблением шага, содержащее источник питания, последовательно соединенные регуляторы токаФаз, цифроаналоговые преобразователи, 20 программируемые запоминающие устройства и реверсивный счетчик, соединенный выходом с входами программируемых запоминающих устройств, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 25 повышения точности, устойчивости синхронного движения, повышения КПД,введены датчик положения ротора, преобразователь угол - код, последовательно соединенные сумматор, дополни тельный цифроаналоговый преобразователь, функциональный блок и регулятор напряжения, подключенный к входамопорного напряжения цифроаналоговыхпреобразователей, причем датчик положения ротора через преобразовательугол-код соединен с первым входомсумматора, к второму входу которогоподключен выход реверсивного счетчика.