Устройство для управления шаговым двигателем

Номер патента: 1277350

Авторы: Деревенко, Рубцов, Сибрятко

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 15114 Н 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬЭ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(53) 621.313.13-133-525(088.8) (56) Ратмиров В.А. и др. Дискретный привод подач станков. - Станкостроение. Обзор. С.1. НИИМаш, М.: 1973, с. 44-47.Луценко В.Е., Рубцов В.П. Электро- привод с шаговыми двигателями. Электропривод и автоматизация промьппленных установок: итоги науки и техники, т 6. М.: ВИНИТИ, 1978, с. 53-58. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение устройства для управления шаговымдвигателем и повышение КПД. Устройство содержит распределитель импуль-.сов 1, с входом управления Й и входами направления движения В и Н, ключевые элементы 2, 3, 4, 5 усилителямощности, фазы 6 7, 8, 9 шаговогодвигателя, дроссель 10, диодную сборку из диодов 11, 12, 13, 14, разделительный диод 15, диод рекуперации 6 и форсирующий ключевой элемент 17. Отсутствие элементов, рассеивающих энергию, (резисторов, стабилитронов) повышает КПД устройства,а автоматическое управление процессом форсирования с помощью тока отключаемой фазы существенно упрощаети повышает его надежность. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике а именно к управлению шаговыми двигателями, и может быть использовано в системах цифрового управления различными технологическими процессами.Целью изобретения является упрощение устройства. и повышение КПД.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства (применительно к четырехфазному двигателю); на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на основных элементах устройства.Устройство (фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов с зходом управления Г и входами направления движения В и Н, ключевые элементы 2- 5 усилителя мощности, фазы 6-9 шагового двигателя, дроссель 10 диодную сборку из диодов 11-14, разделительный диод 15, диод 6 рекуперации и форсирующий ключевой элемент 17. В качестве ключевых элементов могут быть использованы транзисторы фиг.).Ключевые элементы 2-5, подключенные управляющими входами к выходам распределителя 1 импульсов, связывают общую точку источников питания высокого 111 и низкого П уровней с Фазами 6-9 шагового двигателя, подключенными общей точкой через дроссель 10 и разделительный диод 15 к шине источника питания низкого уровня 11, а через форсирующий ключевой элемент 17 - к шине источника плтания высокого уровня 6,. Диоды 11-14 диодной сборки подключены к фазам 6- 9, а общая точка диодной сборки соединена с управляющим входом форсирующего ключевого элемента 7 и через диод 16 рекуперации с шиной источника питанця высокого уровня 11.Устройство работает следующим образом.При поступлении управляющих им - пульсов й (фиг, 2) на управляющий юход распределителя 1 на его выходах вырабатывается многоканальная система по числу фаз двигателя (прямоугольных импульсов напряжения) (11 ц - П , фиг. 2), Импульсы напряжения Б 51 з Ппоследовательность чередования которых определяется сигналами на входах. В и Н, поочередно коммут:нруют ключевые элементы 2 + 5 усилителя мощности. При сигнале единичного уровня на входе В и нулевого уровня на входе Н распределитель импульсов обеспечивает прямой порядок чередования фаз: 6 - 7 - 8 - 9 - 6 ,. Подача на вход В сигнала нулевого уровня и на вход Н единичного уровня изменяют порядок коммутации Фаз на обратный: 6 - 9 - 8 - 7 - 6 - что вызывает изменение направления движения шагового двигателя (реверс).Предположим, что в рассматриваемьпл момент времени замкнут ключевой элемент 2. При этом к фазе 6 приложено напряжение Бв, под действием которого протекает ток 1 . Такой же по величине ток о протекает в дросселе 10 (см. Фиг, 2), Ключевой элемент 17 заперт и ток в дросселе 10 и в фазе 6 протекает под действием источника низкого уровня Б. С приходом очередного имгульса управления Е сигналами с распределителя 1 запирается ключевой элемент 2 и замыкается ключевой элемент 3. При этом образуется контур: фаза 6 - диод 11 - диод 16 шина +0 - шина +0 - диод 15 дроссель 10, по которому происходит замыкание отключенной фазы 6, Ток в фазе 6 спадает с большой скоростью под действием встречно приложенного напряжения 11- О .Ток отключенной Фазы протекает по диоду 16 рекуперации, падение напряжения на котором Ы (приложено к переходу эмиттер - база транзистора 17) открывает формирующий ключевой элемент 17, который будет замкнут до тех пор, пока ток в отключенной фазе не достигнет значения, близкого к нулю (см, фиг. 2). Форсирующий ключевой элемент 17 подключает дроссель 10 и вновь включаемую фазу 7 к источнику высокого уровня 1, и, запирая диод 15, отключает источник низкого уровня 11, Происходит ускоренное (форсированное) нарастание тока во включенной фазе под действием напряжения П, (Б, и фиг 2), Ток 1. в дросселе при этом изменяется незначительно под действием напРЯжениЯ Б , а ОтключеннаЯ фазах 7 оказываются соединенными последовательно по цепи: 11 - прово 2 дающие диоды 16 и 11 - фазы 6 и 7 замкнутый ключевой элемент 3 - общая точка источников питания. Фаза 6 при этом включается встречно напряжению 13 а фаза 7 - согласно, что Обеспечивает спаданле тока 16 и нарастание тока 1. с одинаковой скоростью Энергия Отключенной фазы пере 3 127дается в источник Б, и частично запасается в дросселе 10,Процесс форсирования переходныхпроцессов спадания тока в отключенной фазе б и нарастания тока во включенной фазе 7 обеспечивается в рассматриваемой схеме автоматически дотех пор, пока ток в отключенной фазене станет близким к нулю и падениянапряженияЬБ на диоде 16 будет недостаточно для поддержания ключевогоэлемента 17 в проводящем замкнутомсостоянии, При= О и ь Б = О ключевой элемент 17 запирается и дроссель 10 с Фазой 7 подключается через 15разделительный диод 15 к источникунизкого уровня Б . Оставшийся послезапирания ключевого элемента 17 токв фазе 6 протекает встречно напряжению 01 - 11 по контуру: фаза б - ди.оды 11 и 1 б - шина +Б, - шина +11диод 15 - дроссель 1 О, Происходитдальнейшая рекуперации энергии отключенной фазы.Аналогично выше описанному происходят процессы изменения токов и напряжений при коммутации остальныхфаз шагового двигателя. Число Фаздвигателя при этом не является существеннным, но нормальная работа 30схемы обеспечивается только при поочередной коммутации Фаз, когда вкаждом такте возбуждена только однафаза,Отсутствие элементов, рассеивающих энергию (резисторов, стабилит 3504роков), повышает КПД рассматриваемой схемы, а автоматическое управление процессом форсирования с помощью тока отключаемой фазы существенно упрощает и повышает ее надежность.Формула изобретенияУстройство для управления шаговым двигателем с поочередной коммутацией Фаз, содержащее распределитель импульсов, подключенный выходами к управляющим входам ключевых элементов усилителя мощности, связывающих общую точку источников питания высокого и низкого уровней с фазами двигателя, соединенными в звезду, разделительный диод, подключенный одним электродом к источнику питания низкого уровня, и форсирующий ключевой элемент, соединяющий источник питания высокого уровня с вторым электродом разделительного диода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения КПД, в него введены диод рекуперации, диодная сборка и дроссель, соединяющий общую точку Фаз двигателя с общей точкой соединения разделительного диода и Форсирующего ключевого элемента, подключенного управляющим входом к выходу диодной сборки, соединенному с источником питания высокого уровня через встречно включенный ему диод рекуперации, причем входы диодной сборки подключены к фазам двигателя.Заказ 75755 Т ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москв

Смотреть

Заявка

3842240, 07.01.1985

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РУБЦОВ ВИКТОР ПЕТРОВИЧ, ДЕРЕВЕНКО ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА, СИБРЯТКО ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02P 8/12

Метки: двигателем, шаговым

Опубликовано: 15.12.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1277350-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-shagovym-dvigatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для управления шаговым двигателем</a>

Похожие патенты