Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СдВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК П 9) ПП З(5 П Н 02 Р 8 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬ СТВ Н АВТОРСКОМУ СВ-07 юл. Р 23и Т.Ю.Деревенкоордена Ленина иой Революциинститут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 621313.13133.3(088.8) (56) 1. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. М., фЭнергияф, 1971, с.125-126.2.В.Е.Луценко, В.П.Рубцов. Электропривод с шаговымн двигателями. В кн.: Электропривод н автоматизация промюаленных установок, т.б, Итоги науки и техники. 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАРОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее распределитель импульсав, соединенный выходами с управляющими входами ключей многоканального усилителя мощности, связывающих с общей шиной источников питания постоянного тока высокого и низкого уровней фазы двигателя, подключенные через разрядные диоды к одной пластине . разрядного конденсатора, соединенного другой пластиной собщей точкой фаз двигателя, подключенной через разделительный диод к источнику низкого уровня, а через вспомогательный ключ - к источнику высокого уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьаяения ЕПД, в него введены последовательно соединенные дроссель и включенной встречно напряжению источника высокого Е уровня дополнительный диод, связывающие общую точку соединения пластины разрядного конденсатора и разрядных диодов с источником высокого уровня.Изобретение относится к электро"технике, а именно к управлениюшаговыми электродвигателями,и может быть использовано в системах управления металлообрабатываюцих станков, координатографов,установок для выращивания монокристаллов и др,Иэвестно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, сое.диненный выходами с управляющимивходами ключей многоканального усилителя мощности вспомогательныйклрч, соединяюцнй.общую точку.фаэ двигателя с шиной источникапитания высокого уровня. Концыфаз двигателя связаны с этой жешиной источника питания через раэ"делительные диоды Ц .Недостаток укаэанного устройства - повышенная сложность схемам,обусловленная необходимостью введения специального инвертора, обеспе-чивающего рекуперацию энергии, вы фвыделяющейся при отключении фаз,в источник питания.Наиболее близким кпредлагаемоюпо технической сущности и достигае-:мому результату является устройстводля управления шаговым двигателем,содержащее распределитель импульсов, соединенный выходами с управляюцими входами ключей многоканального усилителя моцности, связываю"щих фазы двигателя с обцей шинойисточников питания постоянного токавысокого и низКого уровней фазыдвигателя подключены также черезразрядные диоды к одной пластинеразрядного"конденсатора, соединенноге второй пластиной с общей .точкой фаз двигателя, которая, кроме того, соединена через разделительный дйод с шиной источникавысокого уровня, а через вспомога-,тельный ключ - с.шиной источникавысокогр уровня, причем энергиявыделяемая при отключении фаз двигателя, передается в конденсатор,а затем рассеивается в резистореразрядной цепи 2 . недостатком известного устройства является низкийКПД, что обусловленный потерями энергии, выделяемой при отключении фаз двига теля. Это в свою очередь приводит к необходимости увеличения габаритов блока управления.Цель изобретения - Повьааение КПДепоставленная цель достигается тем, что в устройство для управления щаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов соединенный выходами с управляющими входами ключей многоканальногодиод 7 и дроссель 6 связана с источником высокого уровня 0Вторая пластина .конденсатора 6 подключена к общей точке фаэ 3 двигателя, которая в свою очередь соединейа с источником высокого уровняОчерез. вспомогательный ключ 9. ао Управляющий вход ключа 9 связан черезодновибратор 10 с тактовым входомраспределителя 1 импульсов, Тактовыйвход Т ивходы выбора направлениядвижения 8 и Н . распределителяимпульсов 1 являются управляющимивходами устройства и подключены кзадавшему устройству (не показаны) .Устройство работает следующимобразом.распределитель 1 импульсов посигналам задающего устройствана фиг. 2),поступающим на входобеспечивает коммутацию основныхключей усилителя мощности в после 45 50 55 довательности, обусловленной выбранным способом управления шаговым 60 двигателем. Порядок коммутации ключей усилителя мощности, определяющий направление врацения двигателя, зависит от сигналов, поданных на входы Ь (вперед) и и (назад) 65 распределителя 1 импульсов. усилителя моцности, связывающихс общей шиной источников питанияпостоянного тока высокого и низкого уровней фазы двигателя, подключенные через разрядные диоды 5 к одной пластине разрядного конденсатора, соединенного другой пластиной с общей точкой Фаз двигателя,подключенной через разделительныйдиод к источнику низкого уровня, а 10 через вспомогательный ключ - к источнику высокого уровня, введеныпоследовательно соединенные дроссель и включенный встречно напряжению источника высокого уров ня дополнительный диод, связывающие общую точку соединения пластины разрядного конденсатора и раз. рядных диодов с источником высокогоуровня.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства применительно к четырехфазному шаговому дви. гателю; на фиг. 2 - временные диаграмьы, поясняющие работу устройУстройсуво содержит разделитель 1 импульсоввыходы которогоподключены к управляющим входамключей 2 многоканального усилителя,мощности. Каждый канал усилителя ЗО мощности содержит основной ключевойэлемент 2, соединяющий Фазу Э двигателя с источником питания низкогоуровня.О ,через разрядный диод 5с одной пластиной общего для Всех 35 каналов разрядного конденсатора 6Эта же пластина конденсатора 6 черезПредположим, что в рассматрнваеьей момент времени отключается однаиз ранее включенных фаз 3 двигателя и запирается соответствующийключ 2. При этом ток 1. (Фиг.2),протекающий в фазе, протекает поцепи: фаза 3, диод 5, конденсатор б,общая точка фаз 3, обеспечивая зарядконденсатора б, напряжение на которомпоолярность указана на фиг. 1) изменяется в соответствии с диаграммой 0 с (фиг.2), В зависивюсти отвеличины напряжения 0 б на конденсаторе б в конце. периода зарядавозможны два режима работы схемюПри 0О, конденсатор б остается Изаряженным до момента включенияследующей Фазы 3 двигателя. Если0 с О Фо конденсатор б разряжается по цепи: диод 7, дроссель 8,источник О, диод 4, отдавая на Окопленную энергию в источник питания,Очередной импульс управленияЕ, поступающий на вход 1 распределителя 11 импульсов, переключает восиедний на такт, обеспечивая включениеключа 2. Одновременно импульс управ ления через одновибратор 10 включаетвспомогательный ключ 9 на времяФорсирования й(0 на фиг.2), величина которого зависит от постоян- Зеной времени фазы 3 и йапряжения 01При этом к включенной фазе 3 прикладывается повышенное напряжение О,(фиг.2), обеспечивающее ускоренноенарастание тока 1 в Фазе. Нспользованне одновибратора 10.для управления вспомогательным ключом 9 обеспечивает форсирование нарастаниятокав Фазе в функции времени (обычно1,сопзФ)40. Включение вспомогательного ключа 9 помимо форсирования процесса1 нарастания тока обеспечивает и рекуперацию энергии, накопленной конденсатором б в источник питания. Это достигается введением диода 7 и дросселя 8, связывающих один электрод конденсатора б с ис" точииком питания 0. При.включенииключа 9 образуетоя цепЬ Разряда онценсатора б, включающая диод 7, дрос"ель 8, ключ 9. Ток разряда 1 э . (Фиг.2) возрастает, достигая максима в конце импульса форсирования (ййВ). На этом интервале обеспечивается передача энергии от конденсатора б к дросселю 8. После запирания ключа 9 цепь разряда иэ меняется и энергия, накопленная в дросселе 8, передается в источник О, (интервал спадания тока разряда 1 р на,Фиг,2). При этом уменьшаются напряжение Ьс на конденсаторе .б и ток разряда 1 р фиг. 2)Диод 7 препятствует заряду конденсатоРа б от источника 01. подбором индуктивностй дросселя 8 и емкости конденсатора 6 можно обеспечить требуемое значение,напряжения в цепи рекуперации.Введение дросселя 8 и диода 7 позволяет рекуперировать энергию, выделяемую при отключении фаз дви гателя, беэ использования дополнительных сложных ннверторных схем. Предлагаемая схема рекуперации энергии может быть применена при любом способе коммутации фаз двигателя, как при поочередной, так и при попарном включении фаэ.таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно уменьыить потери в блоке управления двигателем и улучщить массогабаритные показатели. устройства.1099 374 и Составитель Э.Гориновальчук Техред д; Вабинец Г. Решет ни к Мор едакто одпи оное Вака ал ППП фПатентф, г.ужгоро ул.Проектная,4 ППП Патент Зак. УУ 5 82/43 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москаирак 667 Птвенного комитета СССРбретений и открытий3-35, Раушская наб., д. 4/5