SU1091296A1 - Устройство дл определени статического момента однофазного магнитоэлектрического шагового двигател - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ,ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОГО МОМЕНТА ОДНОФАЗНОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ , Содержащее генератор тактовых импульсов,триггер,ключ,счетчик и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что,с целью повышени  точности определени  момента, введены генератор установочного импульса , цифроаналоговый преобразователь , операционный усилитель и блок сравнени  с входом задани , второй вход которого подключен к выходу операционного усилител  соединенному также с регистрирующим прибором и через обмотку двигател  - с инвертирующим входом этого же усилител , подключенным к выходам ц йфроаналогового преобразовател  и генератора установочного импульса, св занного своим выходом с одним входом (Л триггера, подключенного.вторым входом к выходу блока сравнени , а выходом - к управл ющему входу ключа, соединенного сигнальным входом с выходом генератора тактовых импульсов , а выходом - со счетным входом счетчика, св занного разр дными выходами с входами цифроаналогового преобразовател .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к измерению параметров паговых двигателей. Известно устройство дл  определени  статического момента шагового двигател , содержащее блок управлени  двигателем, нагрузочное и измерительные устройства L1 . Недостатком устройства  вл етс  сложность, обусловленна  наличием, нагрузочных устройств, что не позвол ет использовать его дл  измерени  малых значений моментов, например в однофазных таговьщ двигател х часовых механизмов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  статического момента однофазного магнит электрического шагового двигател , содержащее генератор тактовых импульсов , триггер, ключ, счетчик и регистрирующий прибор Z. Недостатком указанного устройств  вл етс  необходимость в применени специальных датчиков, устанавливаем на валу двигател , что снижает точность определени  момента, а при встроенном в механизм двигателе не позвол ет измерить его параметры. Цель изобретени  - повыгаение точности определени  момента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  статического момента однофазног магнитоэлектрического шагового двигател , содержащее генератор тактовых импульсов, триггер, ключ , счетч и регистрирующий прибор, введены генератор установочного импульса, цифроаналоговый преобразователь, операционный усилитель и блок срав7 нени  с входом задани , второй вход которого подключен к выходу операционного усилител , соединенному также с регистрирующим прибором и через обмотку двигател  - с инвертирзпощим входом этого же усилител , подключенным к выходам цифроаналогового преобразовател  и генератора установочного импульса, св занного своим выходом с одним .входом тригге ра, подключенного вторым входом к выходу блока сравнени , а выходом к управл ющему входу ключа, соединенного сигнальным входом с выходом генератор тактовых импульсов, авыходом - со счетным входом счет62 чика, св занного разр дными выходами с входами циЛроаналогового преобразовател . На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - угловые характеристики моментов двигател ; на фиг.З - временна  диаграмма тока в обмотке двигател ; на фиг.А - временна  диаграмма напр жени  на обмот се Двигател ; на фиг.З - график зависимости амплитуды статического момента от напр жени  на обмотке управлени . Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, ключ 2, счетчик 3, цифро-аналоговый ni eo6paзователь 4, генератор 5 установочного импульса, регистрирующий прибор 6 (например, цифровой вольтметр ), резистору 7 и 8, операционный усилитель 9, блок 10 сравнени . конденсатор 11, RS-триггер 12. Обмотка управлени  шагового двигател  I3 св зьгаает выход операционного усилител  9 с его инвертирующим входом. Выход генератора тактовых импульов через ключ 2 соединен со счетым входом счетчика 3, выходы которого Подключены к входам цифроаналогового преобразовател  4. Выход цифроаналогового преобразовател  4 соединен через резистор 7 с инвертирующим входом операционного усилител  9,нёинвертирукнций вход которого соединён с землей, а подключен к регист рирующему прибору 6, через конденсатор 11 - к одному из входов блока 10 сравнени  и к собственночу инвертирующему входу через обмотку шагового двигател  13, причем на второй вход блока 10 сравнени  подаетс  пороговое напр жение U, а выход соединен с входом R триггера 12. Вход S триггера 12 подключен к выходу генератора установочного импульса 5 и через резистор 8 к инвертирующему входу операционного усилител  9, а выход триггера 12 подключен к управл ющем входу ключа 2. Устройство работает следующим образом. При поступлении отрицательного импульса с генератора установочного импульса ротор шагового двигател  занимает определенное положение устойчивого равновеси , определ емое точкой 14 на фиг.2. Это угловое положение ротора обеспечиваетс  действием фиксирующего момента М (крива  15), По окончании действи  импульса (фиг.З и 4) ротор останавливаетс , после чего через обмотку пропускают увеличивающийс  во време ни ток обратной по отношению к уста новочному импульсу пол рности. По мере увеличени  тока электромагнитный момент My растет (кривые 16-18) а ротор измен ет свое угловое положение (точки 14, 19 и 20 на фиг,2) под действием измен ющегос  суммарн го момента М j- М Мф (кривые 21 и 22), При достижении током некоторого значени  (фиг,3), при котором амплитуда электромагнитного момента М , становитс  равной амплитуде фиксирующего момента Мф, угловое положение ротора на суммарной моментной характеристике (крива  23 на фиг,2) соответствует точке неустойчивого равновеси  (точка 24), При незначительном даль нейщем увеличении тока ротор скачком переходит в точку устойчивого равновеси  (точка 25), при этом на обмотке наводитс  ЭДС вращени  (фиг,4), Такой режим работы схемы (фиг,1) обеспечиваетс  триггером 12,котдрый при действии установочного импульса находитс  в состо нии, соответствую щем разомкнутому ключу 2, После окончани  импульса RS-триггер 12 ус танавливаетс  в такое состо ние,ког ключ 2 3амкнут,Импулнсы с генератор тактовых импульсов проход т через замкнутый ключ 2 на счётчик 3, заполнение которого вызывает по вление на выходе цифроаналогового преобразовател  и ступенчатого нарастающего напр жени  (фиг,4), Пропорционально значению этого напр жени  и сопротивлеиию резистора 7 через обмотку двигател  13 протекает то|с (фиг,3). При этом ротор медленно движетс  к угловому положению неустойчивого равновеси  (точка 24 на фиг,2), Амплитуда пере менной составл ющей напр жени  на обмотке двигател  13 не превышает при этом установленного порогового напр жени  Uf, так что на выходе бло ка 10 сравнени  поддерживаетс  неизменное напр жение. Процесс нараста и  на обмотке двигател  13 продолжаетс  до момента прохода ротором неустойчивого углового положени , после которого скорость движени  ротора резко возрастает, что приводит к наведению значительной ЭДС вращени  на обмотке двигател  13, В этом случае амплитуда перемен- ной составл ющей напр жени  прёвыщает значение Up , Блок 10 сравнени  переводит триггер 12 в исходное состо ние , ключ 2 размыкаетс  и импульсы с,генератора 1 тактовых импульсов на счетчик 3 не поступают, и рост напр жени  на выходе цифроаналогового преобразовател  4 прекращаетс . Цифровой вольтметр 6 измер ет напр жение на обмотке двигател  13, соответствующее и(фиг,4 и 5), При известном максимальном значении фиксирующего момента М ф дл  случа  ненасыщенной магнитной системы (крива  26 на фиг.З) максимальное значение электромагнитного момента М (крива  27 на фиг,2) при номинальном напр жении Vf питани  двигател  определ етс  по формуле ) где Ч - угол сдвига между кривыми фиксирующего и электромагнитного моментов (фиг,2) Аналогично определ етс  Мф при М , по формуле известном значении )и Дл  уменьгаени  вли ни  трени  в опорах ротора на точность измерени  двигатель помещают на вибростенд . Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени  момента шаговых двигателей например дл  наручных часов, и снизить трудоемкость процесса измерени  путем исключени  операции механической стыковки двигател  с измерительным устройством. Особо важное значение оно приобретает дл  двигателей неблочной конструкции, которые конструктивно объединены с механическим редуктором аналоговых часов и функционирует только в сос .ставе издели .

hCD

n

Фиг.1

1920 J5

tpvt.Z

Cf.

47w.J

Г

/

2S

,

уф

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ,ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОГО МОМЕНТА ОДНОФАЗНОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, Содержащее генератор такто вых импульсов,триггер,ключ,счетчик и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности определения момента, введены генератор установочного импульса, цифроаналоговый преобразователь, операционный усилитель и блок сравнения с входом задания, второй вход которого подключен к выходу операционного усилителя^ соединенному также с регистрирующим прибором и через обмотку двигателя - с инвертирующим входом этого же усилителя, подключенным к выходам цифроаналогового преобразователя и генератора установочного импульса, связанного своим выходом с одним входом триггера, подключенного.вторым входом к выходу блока сравнения, а выходом - к управляющему входу ключа, соединенного сигнальным входом с выходом генератора тактовых импульсов, а выходом - со счетным входом счетчика, связанного разрядными выходами с входами цифроаналогового преобразователя.