Способ управления шаговым приводом

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. Н 02 Р 8/00 с присоединением заявки ЭЬ(23)Приоритет Ьоударотееиый комитет СССР ао делам изобретеиий и открцтий(53) УДК 621.313. . 13. 133.3-52 5 (088.8) Дата опубликования описания 18.01.83 Авторы зобретення.ф 7) Заявитель АВДЕНИЯ ШАГОВЫМ ПРИВО 54) СПОСОБе Н достатком этого способа являетсянизкий КПД и связанный с этим большой нагрев двигателя.Цель изобретения - повышение КПД.Указанная цель достигается тем, чтосогласно способу управления шагоьым прчводом последовательность управляющих импульсов задерживают на входе привода, затем преобразуют частоты входной и задержанной последовательностей управляю Ошнх импульсов в напряжения, формируют абсолютную величину разности этих напряжений и увеличивают значение уставки регуляторов тока на величину разности этих напряжений.;15На фиг. 1схема устройемый способ;грамма изменна фнг. 3 - тэлемента, вь 5 Наибол , управления рами тока чи на вход пения уставки р Устройство гателя 1;числимпульсо ловки рег ы двитМ, .реИзобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления с шаговым приводом, и может быть использовано в приводах подач станков с программным управлением,Известен способ управления шаговым двигателем, при котором корректирование частотных характеристик шагового приво, да осуществляется путем подачи на вход ре улятора тока в фазах сигнала, пропорционального частоте управляющих импульсов1Недостатком этого способа является независимость тока в фазах от режима работы, что приводит к увеличению потерь в двигателе в режиме вращения с устано. вивщейся скоростью. ее близок к изобретению способшаговым приводом с регулятов фазах двигателя путем подапоследовательности управпяющ и увеличения прн пуске. усталяторов тока2 . 1 приведена функциональная ства, реализующего предлагана фиг. 2 - временная диаения тока в фазе двигателя; о же, напряжения на входе урабатывающег 6 сигнал измеегулятора тока.включает в себя фаз о которых составляе3 98973гуляторы 2 тока в фазах, число которыхтакже равной. Регулятор тока 2 каждойфазы содержит усилитель мощности 3, эле,мент сравнения напряжений 4, релейныйэлемент 5, датчик 6 тока, ключ 7, цифрл 5аналоговый преобразователь 8, распределитель 9 импульсовзадающее устройство 10, элемент задержки 11, преобразователи частота-напряжение 12 и 13, сум-матор 14 с однополярным выходом и эле мент сложения сигналов 15Сущность способа заключается в следующемм.На вход распределителя 9 через элемент задержки 11 поступают управляющие фимпульсы частоты 8 от программногоустр йства (не показано). Распределитель9 импульсов обеспечивает определеннуюпоследовательность переключения фаз 1двигателя. При включении первого канала 20сигнал уставки .Оз через ключ 7 поступает на элемент сравнения 4 регулятора2. Элемент 4 вьщает разность ДО междууставкой 0 и текущим значением сигнала От -Эт, снимаемого с датчика 6. 15+дОПри значении ошибки д = сигдйналХ на выходе элемента 5 через усилитель мощности 3 подключает фазу 1 к Э 0источнику питания Б (+) или Б (-) взависимости от знака Х, При этом ток вфазе возрастает и поддерживается на сред-нем уровне (фиг. 2).При выключении канала распределите- -.лем 9 сигнал 0 = О. При этом ток фазы З 5Мспадает до нуля, Таким образом, изменением уставки тока 3 = К регулируетсязначение среднего уровня в фазе 1 двигателя,Частоты входной ЕбХ и задержанной40Хп Х последовательностей управляющих" импульсов преобразуются преобразователями 12 и 13 в напряжение. На сумматоре 14 получают абсолютную величинуразности этих напряжений, т.е, напряже 45ние на выходе сумматора 14 будет про,порционально девиации (изменения) частоты на входе распределителя 9,Значение напряжения ОК=Х на выходе элемента 13 в момент времени(фиг. 3) равно О, а значение напряженияна выходе элемента 12 в этот же моментвремени равно О =Ч И-М) т.е. 0 =Ч ( )= О. Разность этих йапряженийпропорциональна девиации входной частотыйО=М,Для обеспечения формирования нанряжения аО по каждому импульсу входной последовательности время задержки элемента выбирают равнымЬ., гдемах 4 4 - максимальная частота входной последовательности управляющих импульсов.Напряжение.дЦ в сумматоре 14 получают одной полярности. Это напряжение сум мируется на элементе 15 с уставкой реУгуляторов тока с выхода элемента 8 и подается на вход элемента 7.Движениэ шагового двигателя описывается уравнением+Мн=" "п(Х-) (")39 86аР а 1 Н= Мгде Э - суммарный момент инерции валашагового двигателя и нагрузки;. Я - коэффициент внутреннего демпфирования;М Н - момент сопротивления нагрузки;К - коэффициент пропорциональности,зависящий от конструктивных размеров материала и числа витковв фазе;О - угловое положение ротора; (1 И) - угловая статическая ошибка;у - положение оси результирующейнамагничивающей силы статора;- в общем случае модуль геометрической суммы токов одновременно возбужденных фаз (длярассмотрения предлагаемого способа без потери общности считаем, что число включенных от такта к такту обмоток равно единице);1 - время;д - оператор дифференцирования.В режиме стоянки уставка тока Зут регулятора 2 задается элементом 10 через цифроаналоговый преобразователь 8, исходя из момента Мн нагрузки и требований статической точности (у-й), т.е. согласно выражениям Мн = К 5 р 10 (Д-Я),М"ф 54 тъ(зф)Это зна 4 ение устйвки тока сохраняется до момента времени . (фю. 2).В известных решенйях при пуске уставку тока увеличивают до максимального Зщсх значения, при котором двигатель может обеспечить максимально допустимые скорости и ускорения. Таким образом, при работе двигателя в режимах, отличных от максимально допустимых, к фазам подводится избыточная энергия, которая ведет к нагреву двигателя.