Способ управления шаговым электродвигателем

О Л И С А Н й Еи 515237 Союз Советскии Социалистицескии Республик(51) М, 1(л, Н 02 Р 8/00 присоединением заявкиаударстеенный намнтетавета Миннаран СССРпа делам изааретенийи аткрытий) Дата опублико 72) Авторы изобретения В П Рубцов и В. К, цаценкин 71) Заявитель ПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМпособ управления шапутем изменени ателя по сигн Известенэлектродвиг я напряалам обжении на фа ратной связ и чика положени от датаемомочности В пред ышения цел ретени ботки из м ешеяют ер зм ния, в прона обратньжения.Кроме отработкиигнала с да ссе е знак а полотого, в процессе отрабо заданного перемещения изменяют величину сигнала с датчика положения.На фиг, 1 изображены характеристики статического синхронизирующего момента;на фиг, 2 - структурная схема системы, И реализующей способф на фиг. 3, 4 и 5 - диаграммы сигналов на отдельных элементах системы.На фиг, 1 показано влияние изменения анака сигнала обратной связи с датчика 0 положения на статический синхронизируюьий момент. Кривая А представляет собой утловую характеристику шагового двигателя без обратной связи. Если ротор переместить в новое положение (показано уд- И тиром), тогда под действием сигнала датчика угловая характеристика переместитсяв положение Б (на фиг, 1 иллюстрируетсяслучай, когда коэффициент передачи равенединице) и на ротор двигателя будет действовать момент М, вдвое превышающиймомент М . Моментная характеристика вэтомслучае изображена кривой В на фиг, 1,а удельный синхронизирующий момент увеличится в два раза по сравнению с характе-ристикой А, Удельйый синхронизирующиймомент может быть значительно увеличенпутем повышения коэффициента передачидатчика положения,Иа фиг. 2 приведена структурная схйча следящей системы, реализующей описьвае мый способ. На валу шагового двигателя 1 установлен аналоговый датчик 2 положе ния, выход которого подключен к усилителю 3 с регулируемым коэффициентом усиления К, Выход усилителя соединен со входами функционального преобразователя 4 и сумматора 5, К входам сумматора под - соединены также выход преобразователя:36 коц-аналог и функционального преобразователя 4, Выход сумматора связан с входами функциональных преобразователей 7и В, к выходам которых подключены че -рез усилители 9 и 10 мощности фазы 11и 12 двигателя,Система работает следующим образом., При отсутствии управляющего сигнала ротор двигателя неподвижен и его положениехарактеризуется некоторым угчом 9 , Датчик положения вырабатывает некоторый сигнал У усиливаемый в К раз усилителемФ3, Вид напряжения на выходе усилителя вфункции угла О показан на фиг. 3, Напряжение К У поступает ца вход функциональ9ного преобразователя 4, характеристикавход-выход которого приведена на фиг, 4.В результате алгебраического сложения на.пряжений Ьр К Уд ца выходе сумматора 5 образуется напряжение У , пило.образно изменяющееся в функции напряжения КУ (см, фиг, 5). Для заданного положения ротора под действием напряженияУ на выходах фуцкциоцальцых преобраЭФтзователей 7 и 8 образуются сигналы йп йи С 08 У, Эти сигналы усиливаютсусилителями 9 и 10 мощности, устанавливая соответствующие токи в фазах 11 и12 двигателя, При этом результирующийвектор магнитного поля статора совпадаетс осью неподвижного ротора двигателя. Еоли повернуть ротор под действием внешнего момента, то по сигналу датчика вектормагнитного поля статора повернется в противоположную сторону на угол, зависящийот коэффициента усиления К, Это приведетк тому, что момент, развиваемый двигателем, будет изменяться в функции угла О,как показано на фиг, 1, т. е, статическаяточность возрастет в (К+1) по сравнениюс исходной. Описанная система имеет тл -кие свойства, как и шаговый двигатель.Для. управления системой можно испольэойеть напряжение 11, снимаемое с преобраэователя 6 код-аналог. 11 одавая, например, на вход преобразователя 6 унитарный коц, получим на выходе напряжение Г, исьмецяюшееся по пилообразному закону. Это 5напряжение, подаваемое на вход сумматора 5, сложится с напряжениями Ки Кчто вызовет поворот вектора магнитного поля статора на некоторую величину и возникновение движущего момента, под действием которого ротор двигателя приведет в движение, Так как по сигналу датчика вектор поля врацается в противоположную сторону, то результирующая скорость вращения двигателя будет в (К+1) раэ мейьше, чем определяемая частотой поступления импульсов унитарного кода скорость того же двигателя, управляемого обычным способом.При описываемом способе управленияполярность сигнала от датчика положения изменяется на противоположную, т, е, при повороте ротора, например, по часовой стрелке, моментная характеристика по сит- налу датчика поворачивается против часовой стрелки. Кроме того, изменяя величину сигнала путем изменения коэффициентаУ ф передачи, можно менять соотношение углов поворота ротора и характеристики привода.ЭО Ф орм ула изобретения1, Способ управления шаговым электродвигателем путем изменения напряженийна фазах двигателя по сигналам обратнойсвязи от датчика положения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повььшеция точности отработки перемещения, впроцессе его отработки изменяют на обраъ/ный знак сигнала с указанного датчика.40 2, Способ по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что в процессе отработкизаданного перемещения изменяют величинусигнала с датчика положения.515237 Составитель Н. СухоярскаяРедактор Г, Сухова Техред,О Луговая Корректор . Н, Ковалева ССР илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 3"БОРЗ ЦНИИПИ Госуд но 113035, МоскТираж 8 твенного лам изо Ж 2 Подписное Якомитета Совета Министро ретений и открытийРаушская набд, 4/б