Устройство для управления электромеханическим преобразователем

и тент:o-тех, и: зсная! ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН Nfl

Союз Советских

Социалистических

Республик

653714

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ (51) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено09.11.77 (21)2542861/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.03,79.Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 25.03,79 и (51) М. Кл.

Н 02 P 8/ОО

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытии (53) УДК 621.313..13-133:62-83 (088.8) Б. А, Артемьев, Я. И. Вишневский, Б. М. семушкин, А. Е. Козярук и В. В. Копесников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромеханическими преобразователями импульсного действия, шаговыми, либо волновыми шаговыми электродвигателями.

Известны устройства для управления шаговым электродвигателем, содержащие источник постоянного напряжения, распределитель импульсов, усилители мощности с регуляторами напряжения, позволяющими форсировать ток в фазах и рекуперировать магнитную энергию фаз (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее источник постоянного тока, связанный через преобразователь напряжения и усилитель мощности с зажимами обмотки электродвигателя (2) .

Преобразователь напряжения в прототипе выполнен в виде двух синхронно работаюших мультивибраторов с магнитной связью, причем один мультивибратор работает в выпрямительном, а другой — в инверторном режиме. Рекуперация электромагнитной энергии, запасенной в фазе, осушествляется переводом мультивибраторов преобразователя напряжения из инверторного режима в выпрямительный, а из выпрямительного — в инверторный режим работы соответственно.

Недостатком таких устройств управления является их сложность и необходимость лк бо в источниках питания с несколькими уровнями напряжения, либо в сложных преобразователях напряжения, вырабатывающих требуемые для работы устройства уровни напряжения постоянного тока. Кроме того, двойное преобразование энергии при рекуперации электромагнитной энергии фазы, а в связи с этим большое число элементов в контурЕ рекуперации увеличивают потери рекуперируемой энергии.

Для упрощения устройства и повышения

КПД преобразователь напряжения выполнен в виде мостовой схемы, содержащей два запирающих диода, включенных согласно между собой в противоположные плечи моста, два других плеча которого образованы ключевыми элементами, например тиристорами, включенными также согласно между собой и относительно диодов, причем

653714

Формула изобретения

3 в одну диагональ моста включен конденсатор, а вторая диагональ подключена к зажимам обмотки электродвигателя.

Технический эффект такого выполнения устройства заключается в том, что предлагаемая мостовая схема соединяет в себе функции преобразователя и регулятора напряжения. Преобразование напряжения источника постоянного тока в повышенное напряжение на конденсаторе, необходимое для форсирования тока в фазе, достигается за счет высокой добротности контура рекуперации энергии, состоящего из фазы, конденсатора и двух запирающих диодов. При этом потери рекуперируемой энергии значительно меньше, чем в прототипе вследствие меньшего числа элементов в контуре рекуперации и отсутствия двойного преобразования энергии.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства для управления

m-фазным,шаговым электродвигателем.

Оно содержит распределитель 1 импульсов, управляюший в соответствии со схемой коммутации фаз работой усилителей 2 могцности, подключенных через разделительные диоды 3 к фазам двигателя 4, напряжение на которые подается от источника постоянного тока U через регулятор 5 напряжения и усилители 2 мощности.

Кроме того, устройство содержит мостовую схему, включенную в каждую фазу двигателя. Два плеча мостовой схемы образованы согласно включенными запирающими З0 диодами 6, а два других — также согласно включенными между собой и относительно диодов двумя переключающими элементами, например тиристорами 7. В одну диагональ мостовой схемы включен конденсатор 8, а

35 другая диагональ подключена к фазе двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что одна из фаз шагового электродвигателя должна отключаться, дру- 4о гая — подключаться, а третья — остается включенной на напряжение источника питания, т. е. рассмотрим работу устройства при парной схеме коммутации фаз. При отключении фазы 4 усилителем 2 мощности от источника питания за счет запасенной в магнитном поле фазы энергии происходит заряд конденсатора 8 через запираюнгие диоды 6.В это же время одновременно подаются сигналы управления на усилитель могцности и подключающие тиристоры 7 включаемой фазы. При этом предварительно заряженный до напряжения U >«)U конденсатор (полярность указана на чертеже) включаемой фазы вызывает в ней форсированный ток, протекающий до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не сравнивается с напряжением источника питания U. Затем подключаюшие тиристоры 7 закрываются и в фазе будет протекать ток от источника питания U. При последующем отключении и подключении новых фаз работа устройства повторяется. При изменении тока нагрузки регулятор напряжения (аналоговый либо импульсный) за счет обратной связи по току автоматически изменяет величину напряжения источника питания.

Такое выполнение устройства для управления электромеханическим преобразователем, например шаговым двигателем, позволяет упростить устройство управления и повысить его КПД.

Устройство для управления электромеханическим преобразователем, например шаговым электродвигателем, содержащее источник постоянного тока, связанный через преобразователь напряжения и усилитель мощности с зажимами обмотки электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, преобразо: ватель напряжения выполнен в виде мостовой схемы, содержащей два запирающих диода, включенных согласно между собой в противоположные плечи моста, два других плеча которого образованы ключевыми элементами, например тиристорами, включенными также согласно между собой и относительно диодов, причем в одну диагональ моста включен конденсатор, а вторая диагональ подключена к зажимам обмотки электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США № 560821, кл. 318 в 138, 1971.

2. «Дискретный электропривод с шаговыми двигателями» под. ред. М. Г. Чиликина, М., «Энергия», 1971, с. 226 — 244.

653714

Составитель 3. Горник

Редактор Т. Ш агова Техред О. Луговая Корректор Л. Небола

Заказ 1304/41 Тираж 856 Подписное

ЫН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4