Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигателя

1541753 Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлениюэлектрическими машинами, и может бытьиспользовано при испытаниях серийпланарных и линейных щаговых двигателей,(ШД) в автоматизированном режимЕ при управлении ходом экспериментао ЭВМ.Цель изобретения - повышение точности и автоматизации испытаний и ка"лбронки,На,чертеже показана структурнаясхема установки.Якори исследуемого двигателя 1 иприводного двигателя 2 расположенына общем индукторе 3 и соединены между собой через блок 4 фиксации якоряи измерения силы, содержащий магнитный Фиксатор 5 с пневматическим рас 20цепителем, выполненный в виде жесткого соединения якоря приводного двигателя 2 с аналогичным якорем 6. Обаякоря соединены с воздушной магистралью 7 через Глок пневморсле 8 по ценям 9 и 10 соответственно. Индуктор11 фиксатора 5 жестко соединен черезупругий элемент 12 с известной характеристикой жесткости, плоскую пружину 13 и схват 14 с якорем исследуемого двигателя 1, На якоре исследуемого ШД 1 установлен подвижный элемент 15 датчика 16 перемещения якоря,выход которого соединен с первым входом вычислителя (ВЧ) 17 по цепи 18,второй вход ВЧ 17 по цепи 19 соеди 1 Нен с обмотками ШД 1. Первый выходВЧ 17 по цепи 20 соединен с входомуправляемого инвертора 21, выходы которого по цепи 22 и 23 соответственно соединены с обмотками исследуемого 1 и приводного 2 ШД, Второй выходВЧ 17 по цепи 24 соединен с входомблока пневмореле 8. параллельность зубцов якоря ШД 1 иприводного двигателя 2 при возбуждении их токами от управляемого инвер.тора 21. Замена якоря исследуемогодвигателя 1 при испытаниях серий ШДне требует изменения остальных узловустановки, а осуществляется путемотсоединения якоря ШД 1 от схвата 14.В качестве датчика перемещения якоряв установке может быть использованлазерный интерферометр, а в качествевычислителя 17 - микроЭВМ и аппаоату"ра управления экспериментом и сопряжения с объектом и датчиками сигналов.Работу установки в автоматизиронанном режиме испытаний рассматривают на примере процедуры калибровкишагового двигателя, которая заключается в измерении зависимости Фазныхтоков исследуемого ШД от предписанного положения якоря и требуемой жесткости (отклонения синхронизирующейсилы к смещению якоря).Калибровку осуществляют следующимобразом.По сигналу ВЧ 17, поступающему поцепи 24, подается сигнал на блокпневмореле 8 для подсоединения якорей к воздушной магистрали 7. Подачадавления по цепи 9 и 10 соответственно обеспечивает создание аэростатической опоры для обоих якорей. Приэтом якорь исследуемого ШД 1 освобождается от Фиксации. Затем по цепи 20 ВЧ 17 задает требуемые установки токов инвертору 21, который поцепи 22 Формирует заданные токи вобмотках исследуемого двигателя 1,якорь ШД 1 устанавливается в заданное положение Х, которое контролируется датчиком 16 перемещения якоряпо цепи 18, После установки якоря в 50требуемое положение Х ВЧ 17 по цепи24 подает команду на отсоединениеякоря 6 от воздушной магистрали 7по цепи 10, что приводит к магнитнойфиксации якоря 6 и индуктора 11 имеханическому соединению якоря приводного двигателя 2 с якорем исследуемого ШД 1 через блок 4, ЗатемВЧ 17 по цепи 20 задает уставки токов инвертору 21, который по цепи 23 5 Установка работает следующим образом.Возможность линейного перемещенияиндуктора 11 обеспечивается создани -ем аэростатической опооы при подачедавления из воздушной магистрали 7по цепи 10 при включении блока пневмореле 8. 3 згом случае якорь 111 Д 1освобожден .от Фиксации,Фиксация якоря исследуемого ШД 1осуществляется отключением попачидавления с воздушной магистрали 7по цепи 9 и 1 О на якорь приводного 2и доиолнитсльного линейного ШД 1,Плоские пружины 13, соединенные через упругий элемент 12 и магнитный фиксатор 5 с якорем привоцного двигателя 2 и схват 14 с якорем исследуемого ШД 1, позволяют обеспечивать15417536 10 15 2 О 1( 1 ) - расчетная жесткость11 1; - токи в обмотках 25исследуемого ШД,Если жесткость 1(д,д ) отличается от требуемой, ЗЧ 17 корректирует токи в обмотках исследуемогодвигателя изменением уставок заданияинвертору 21 по цепи 20 до достижения требуемой. В результате калибровки в памяти ВЧ 17 формируются зависимости 11(Х), полученные с учетом требуемой жесткости, Эти зависимостизатем могут быть использованы дляпрограммирования постоянного запоми-.нающего устройства (ППЗУ) для схеммикропроцессорного управления шаговым приводом,На установке могут быть реализованы и другие способы калибровки ШД,в частности способ калибровки, заключающийся в определении потокосцеплений обмоток двигателя в Функции токов в обмотке и положения якоря,определении величины магнитной коэнер"гии, вычислении значений жесткостии подачи в обмотки исследуемого ШДтоков, соответствующих заданной жест Окости, с последующим контролем положения якоря и корректировкой его положения в случае наличия ошибки, превышающей требуемую,Устайовка может быть использованадля косвенного измерения статическойсинхронизирующей силы, Алгоритм автоматизированных исиытаний в этомслучае следующий,1 2 Р (11 х ) определяют кривую статической син 30 хронизирующей силы,Наиболее эффективна установка прииспытаниях серий шаговых двигателейс аэростатическими опорами, так какякоря исследуемого, приводного ШД и35фиксатора могут быть одинаковыми посвоему исполнению, что приводит кунификации узлов экспериментальнойустановки.Установка может быть использована4 О при изготовлении и испытаниях серийЩД с применением автоматизированных,систем научных исследований с цельюповышения точности измерений и интенсификации исследований партий ШД,5Формирует в обмотках приводного двигателя 2 токи, соответствующие калиброванному значению силы приводного двигателя: 1 врив.1 ф ф ф ф ф хфе 1где 1 и 1 - токи в обмотках приводного двигателя;- количество фаэ двигат еля,Фиксируя отклонение якоря исследуемого ШД 1 йх по датчику 1 б перемещения якоря по цепи 18 под действием известной активной силы приводного двигателя 2 ВЧ 17 вычисляет жесткость кривой статической синхронизирующей силы, используя соотно- шение/Пив1 д,ф)1(-1ф фх),1 дхФ По сигналу ВЧ 17, поступающему по цепи 24 на вход блока пневмореле 8, обеспечивается соединение якоря приводного двигателя 2 с воздушной магистралью 7 по цепи 9, После создания аэростатической опоры для приводного двигателя 2 ВЧ 17 по цепи 20 задает инвертору 21 коды уставок токов, изменяющиеся по синусно-косинусным зависимостям с низкой частотой, соответствующей заданной скорости 7 приводного двигателя 2. Скорость движения 7 не должна превышать скорости, допустимой по условиям эксплуатации датчика 1 б перемещения якоря, Регистрируются значения ЭДС Фазных обмоток при движении якоря по цепи 19 и положения якоря ШД 1 по цепи 18, в па" мять ВЧ 17 заносятся зависимости ЭДС фазиых обмоток Я (1), по которым, используя соотношения Формула изобретения 1, Установка для испытаний и калибровки линейного шагового двигателя, содержащая приводной двигатель, управляемый инвертор, соединенный выходами с обмотками шагового двигателя, датчик перемещения якоря испи" туемого двигателя, блок. фиксации его якоря и измерения силы, вычислитель, входы которого соединены с датчиком перемещения якоря и обмотками шагового, двигателя, а выходы - с входом ,управляемого инвертора и входом блоКорректор С,Шекмарг Редактор М,Бланар Тираж 450 Подписное Заказ 288 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 ка фиксации якоря и измерения силы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и автоматизации испытаний и калибровки в блок фиксации якоря и Измерения силы введен включающий якорь и индуктор,магнитный фиксатор с пневматическим,асцепителем, соединенным с воздушой магистралью через блок пневмоеле, вход которого соединен с выхором вычислителя, индуктор приводного ,двигателя, выполненного линецным шаговым, объединен с индуктором испытуемого двигателя, индуктор магнитного фиксатора соединен с якорем испытуемого двигателя через плоскую пружину и упругий элемент, жесткостькоторого предварительно определена,12, Установка по п, 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что якорь магнитного фиксатора выполнен аналогично якорю приводного двигателя и жестко соединен с ним, а между якорем и индуктором фиксатора расположена аэро- статическая опора,