Устройство для управления планарным шаговым электродвигателем

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛАНАРНЫМ ШАГОВЫМ ЭЛЕ КТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления планарным шаговым двигателем при действии разворачивающего момента, например, в станках. по вьппении аченко В,Ф.робототехни85. 4 в ГОСУДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ,801474768 ель изобретения сост надежности путем предотвращения раэ"ворота подвижного элемента двигателя,Устройство содержит каналы 8 и 9 управления движением по координатам,эадатчики 22 и 2 7 соответственно максимального и предельного моментов,датчик 7 разворачивающего момента,установленный на подвижном якоре 1,В зазор между якорем 1 и индуктором2 подается сжатый воэцух через регулятор 5. При превышении разворачивающим моментом максимальной величиныпрерывается движение по обеим координатам и запоминается длина непройденного пути, При превышении предельнойвеличины момента прекращается подачавоздуха и якорь фиксируется относительно индуктора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,1474768 35 40 1Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано для управления планарным шаговым двигателем при действии разворачивающих моментов, например, в станках.Цель изобретения состоит в повышении надежности путем предотвращения разворота подвижного элемента двигателя под действием внешних сил.На фиг.1 изображено устройство пля управления планарным шаговым электродвигателем; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Пленарный шаровый электродвигатель состоит из двух основных частей: подвижного якоря 1 и неподвижного индуктора 2. На якорь 1 установлен ме . ханизм 3 (например, простейший мани" пулятор с двумя степенями Hодвижности). В пространство между якорем 1 и индуктором 2 по воздухопроводу 4 подается сжатый воздух в воздушный зазор Р между якорем и индуктором через управляемый регулятор расхода воздуха 1 УРРВ) 5, соединенный с управляемым клапаном. 6. На якоре 1 установлен датчик 7 разворачиванщего момента. Канщая из декартовых коор" динат привода управляется по одинаковым каналам 8 и 9 управления. Так, например, канал 8 состоит из источ-.ника 10 управляющих импульсов, распределителя 11 импульсов, усилителя 12 мощности, соединенного с фазными обмотками якоря 1 (обмотки не показаны), задатчика 13 направления дви жения по координате, Источник 10 в свою очередь состоит из реверсивного счетчика 14, выходы которого через преобразователь код - аналог (ПКА) 15 связан с входом управляемого генератора импульсов (УГИ) 16, частота выходных импульсов которого пропорциональна числу входных импульсов, поданных на вход со счетчика 14, т.евеличине перемещения. Выход генератора 16 соединен с однимиз входов элемента И 17, второй вход которого соединен с нулевым разрядом реверсивного счетчика 14. Выход элемента 17 через ключ 18 одновременно соединен с входом распределителя 11 импульсов и с входом В реверсивного счетчика 14. Ключ 19 соединяет вход распределителя 11 с датчиком 13 направления и соединен входом С пороговым элементом 20, вход которого сое 2динен с выходом первого суммирующегоэлемента,21. Суммирующий вход элемента 21 соединен с задатчиком 22допустимого разворачивающего момента М 1, а вычитающий вход соединенс датчиком 7 момента. Выход задатчика .22 допустимого момента соединенс УРРВ 5 через ключ 23 и усилитель24 мощности, а с клапаном 6 соеди нен через ключ 23, инвертор 25 иусилитель 26 мощности, Задатчик 27предельного момента подключен к суммирующему входу суммирующего элемента 28, вычитающий вход которого под ключен к датчику 7 разворачиваницегомомента, а выход - к входу порогового элемента.Устройство работает следующим образом.20 На отрезке времени 0 - й действующий со стороны механизма 3 наякорь 1, разворачивающий момент Мменьше момента М поэтому импульсыисточника 10 проходят через распре делитель 11 импульсов и усилитель12 мощности на фазные обмотки. В зависимости от заданного задатчиком 13направления движения (например, логической "1" - вперед, логического 30 "0" - назад) якорь совершает необходимые перемещения. С момента времени С, (фиг.2) разворачиванций момент М р становится больше допустимого М В результате на выходе порогового элемента 20 формируется управляющийсигнал и ключи 1 8 и 19 размыкаются, подача импульсов на распределитель 11 прекращается. При этом в реверсивном счетчике 14 сохраняется число, которое соответствует оставшемуся пути. С момента времени й , когдаЭдействукиций момент М станет больше предельного разворачивающего момента М, на выходе порогового элемента 29 появляется управлякший сигнал и ключ 23 размыкается. В результате управляемый регулятор 5 закрывается, а управляемый клапан 6 открывается, сбрасывая сжатыйвоздух в атмосферу. Якорь 1 надежно Фиксируется на индукторе 2, С момента времени й моментМстановится меньше момента М , в результате на выходе порогового эле",мента 29 формируется нулевой сигнал,55 которым замыкается ключ 23. Сигнал от задатчика 22 вновь подается на усилитель 24. В результате клапан 5открывается, а клапан 6 закрывается;Якорь 1 с механизмом 3 всплывает и между, якорем 1 и индуктором 2 устанавливается первоначальный воздушный зазор У. С момента времени йдействующий на якорь 1 разворачивающий момент М меньше, чем Ми на выходе порогового элемента 20 формируется нулевой управляющий сигнал, которым ключи 18 и 19 замыкаютсявновь. В результате возобновляется подача управляющих команд, и якорь продолжает выполнять прерванное движение до тех пор, пока привод не отработает заданное в реверсивном счет чике 14 необходимое число шагов.1Работа канала управления по другой координате аналогична, Значения моментов М и М предварительно можно определить или по известным литературным источникам, либо экспериментально и задать их соответствующим уровнем напряжения.Фиксация подвижного элемента на 25 время действия большого разворачивающего момента и сохранение йри этом информации о движении повышают надежность привода.30ф о р м у л а и з о б р е т е н и.я 1. Устройство для управления планарным шаговым электродвигателем на воздушной подушке содержащее управЭ35 ляемый регулятор расхода воздуха и два канала управления по координатам, каждый из которых включает в себя усилитель мощности, соединенный с его входами распределитель импульсов,к входам которого подключен задат" чик направления, и источник управляющих импульсов, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения разворота подвижного элемента двигателя под действием внешних сил, введены задатчики максимального и предельного разворачивающего момента, датчик разворачивакицего момента, первый и второй суммирующие элементы, первый и второй пороговые элементы и ключ, а в кащцый канал управления введен ключ, соединяющий выход источника управляющих импульсов с входом распределителя импульсов, управляющий вход этого ключа через первый пороговый элемент соединен с выходом первого суммирующего элемента, входы которого соединены с задатчиком максимального разворачивающего момента и датчиком разворачивающего момента, соединенного также с входом второго суммирующего элемента, другой вход которого соединен с задатчиком предельного разворачивающего момента, выход через второй пороговый элемент соединен с управляющим входом ключа связывающегозадатчик максимального разворачиванзцего момента с входом управляемого регулятора расхода воздуха.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено клапаном пере- пуска воздуха, управляющий вход которого связан с выходом ключа через инвертор.1474768 0 Составитель В.Алфимов Т ехр ед Л. Оликнык Корректор С.Черни Редактор Г.Гербер Заказ 1904/53 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101