Мастерская по наладке электроприводов
Блоки управления двигателей
Блоки управления трех- и четырехфазными шаговыми двигателями: Принципиальная схема транзисторного блока управления четырехфазным ШД. Оконечный каскад, содержащий транзисторы типов П4 и П202, выполнен по схеме "составного триода", что позволяет увеличить к. п. д. усилителя.

Для запирания транзистора П4 при отсутствии сигнала управления применен дополнительный источник смещения 1 в. Напряжение смещения, запирающее транзистор П202, снимается с диода Д202. Чтобы открыть транзистор П4 при малых токах, когда падение напряжения на сопротивлении 0,5 ом не обеспечивает режим насыщения, коллектор транзистора П202 связан с шиной -20 в через сопротивление 300 ом.

Усилитель, выполненный на транзисторе П10, используется для согласования оконечного каскада с распределителем. Последовательно с обмотками управления ОУ включены добавочные сопротивления 10 ом, ускоряющие процессы нарастания и спадания тока. Транзисторный усилитель мощности при указанных параметрах управляет током нагрузки не более 5 а. Величина тока может быть увеличена вдвое, если ввести еще один каскад усиления на транзисторе П210. В этом случае напряжение питания может быть увеличено до 40-60 в.

Положительным свойством транзисторного блока управления является возможность получения любой последовательности переключения обмоток ШД три минимальном количестве выходных транзисторов. Она состоит из трех несимметричных триггеров, управление которыми осуществляется распределителем через блокинг-генераторы, работающие в ждущем режиме. В исходном состоянии транзистор П202 блокинг-генератора заперт напряжением смещения 4-1 в.

Очередной импульс, поступающий с распределителя через дифференцирующую цепочку RC, открывает транзистор блокинг-генератора и на выходной обмотке трансформатора наводится импульс э. д. с. прямоугольной формы. Длительность импульса составляет 100-200 мк сек, а амплитуда определяется типом тиристоров. В большинстве случаев коэффициент трансформации трансформаторов выбирают равным единице, что упрощает технологию их изготовления. Диод Д7А, шунтирующий управляющий переход тиристора, срезает отрицательную полуволну запускающего импульса. Принцип действия остальных элементов рассматривался выше.

Рассматриваемый тиристорный блок управления обеспечивает любой способ коммутации обмоток ШД. Он может быть упрощен за счет исключения вспомогательных тиристоров Д238, если используется коммутация обмоток ШД в последовательности 1-2-3-1... Принцип построения блока управления и количество элементов не изменяются при использовании тиристоров любой мощности. Принципиальная схема блока управления трехфазным ШД, обеспечивающая форсирование переходных электромагнитных процессов за счет использования энергии, запасаемой конденсатором.

Управление усилителями мощности также осуществляется блокинг-генераторами, работающими в ждущем режиме. Блок управления обеспечивает коммутацию обмоток ШД только в последовательности 1-2-3-1..., т. е. в каждый момент времени включена одна обмотка. Аналогичный блок управления может быть выполнен и для четырехфазного ШД. При этом возможно одновременное включение двух обмоток ШД, если используются два ограничивающих дросселя. Здесь для уменьшения количества элементов схемы функции распределения входных сигналов и их усиления совмещены.

Распределение входных импульсов обеспечивается импульсными трансформаторами, которые совместно с диодами и катодными сопротивлениями выполняют логическую операцию. Установка исходного состояния блока управления производится при подаче напряжения питания зарядным током конденсаторов. Отличительной особенностью данной схемы является использование части добавочных сопротивлений, вынесенных в катодную цепь, специально для функций распределения входных импульсов.

Это устраняет влияние электромагнитных переходных процессов ШД на работу схем совпадения, что существенно расширяет частотный диапазон шагового привода. Указанное обстоятельство позволяет использовать данный блок управления и для ШД с активным ротором, э. д. с. которых соизмерима с величиной напряжения питания. Блоки управления, выполненные по такой схеме, отличаются высокой надежностью и используются в различных системах автоматического управления прокатными станами. Каждый блок управления состоит из четырех усилителей мощности и распределителя.

Питание блока управления, производится от источника переменного тока с частотой 400 гц. Для усиления сигналов обратной связи используются блокинг-генераторы, работающие в ждущем режиме. При отключении обмотки ШД замыкаются на противо-э. д. с, что позволяет увеличить к. п. д. блока управления расширить частотный диапазон шагового привода. Рассматриваемые блоки управления могут обеспечить любую, последовательность переключения обмоток четырехфазного ШД.

Кривая соответствует простой форсировке, а кривая форсировке с отсечкой при последующем широтноимпульсном поддержании тока. В обоих случаях величина питающего напряжения и противо-э. д. с. оставались неизменными. э д. с, возникающая благодаря сильной магнитной связи между обмотками, оказывает значительное влияние на работу коммутирующего контур. Для устранения этого влияния в схеме предусмотрены диоды, включенные последовательно с обмотками управления ШД.

Экспериментальные предельные механические характеристики привода с ШД-4-0,5 при использовании блоков управления с различными усилителями мощности Напряжение источника питания (150 в) и ток заторможенного двигателя (4 а) не изменялись. Характеристики соответствуют работе двигателя от блока управления с усилителем, с параллельными диодами, с последовательными диодами, без диодов). Характеристика относится к работе двигателя от усилителя.

За счет модификации усилителей мощности удается расширить область рабочих частот привода без изменения уровня питающего напряжения. В обоих случаях величины питающего напряжения (120 в), встречного напряжения (80 в) и ток заторможенного двигателя (8 а) сохранялись неизменными. Применение форсировки с отсечкой и широтно-импульсного поддержания тока в фазе уменьшает потребляемую мощность, увеличивает к. п. д. и расширяет частотный диапазон работы ШД.


Спонсор публикации:
©2009-2012 - Права защищены
Укажите ссылку на источник при копировании информации