Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления, страница 30

Предполоэам, что ротор находится в зоне положения РЗ н двигатель в ршяиме торможеывя при вращении по часовой стрелке. По табл. 7.1 найцем фазу, которая должыа быль возбуждена. Эта фаза 2, в таблице она подчеркыута. С другой егоровы, в табл. 7.2 фена 2 находится в столбце РЗ в строке, относящейся к повороту против часовой стрелки, дпя угла коммутации 1,5 шага. Таким образом, после поворота двигатель будет ускоряться с углом коммутации 1,5 шага. Когда он снова войцег в конечную зону, угол коммутацвн будет установлен в нуль дпя попадания ротора в конечное положение. Но быстрин основка ротора в это время невозможна ю-за инервии нагрузки.

Если ротор опнть выйдет ю конечной зоны, то опять генерируется выходной сигнал прерывания дпя изменения угла коммутации, который примет значения, соответствующие торможаппо при вращении против часовои стрелки. После установки движения по часовой стрелке угол ком- 175 ггоо юии ооо а ",ооо ай иии й йч гоо ~йч лю ииа оааюеиия Р и с. 7. 24. Оатамальнаа эаеащместь частоты ернцеена ет Расстелена лэа 11 шагов мутации автоматически принимает значение, соответствующее такому повороту. Ускорение до конечной эоны не является таким же приемлемым, как ранее, кьза меныпего значения угла коммутацюа, раиного 1э шага.

В конечной зоне угол коммутации снова устанавливается в нуль. Из рис. 7.23, б видно, что до остановки ротора в конечном положе. Ннн ПРоизоштет еще однО илн несколькО колебаний. Когда еще рел будет выдало то же самое задание, следует пройти 13 шагов по часовой стрелке, торможение начнется в точке коммутации деви- того шага перед конечной зоной.

В этом атучае частота вращения станет равна нулю до достижены конечного положения, как показано на рис. 7.23. Когда будет пройдена точка коммугацни 3190, выдается прерывание на реверс двнгатшщ и счетчик ошибки подсчитывает количество оставшихся до колечяого положения шагов (на рнс. 7.23, 7.24). Оно рассматривается как отрицательная ошибка в 4 шага. В памяти микропрошксора ошибка корректируется на 8 — 4 = 4. Снова (см. рнс. 7.23) угол коммутации принимает значение, соответствующее торможению против часовой стрелки, т.е.

то же самое„что и для реверса направления вращения по часовой стрелке, при сигнале прерывания на реверс движения по часовой стрелке. Дальнейшее выполнение движения такое же, как и ранее. При повторении этого процесса несколько раз будет найдено оптимальное время нзмепенна угла коммуташщ и доспи'пуго движение по кривой, приведенной на рис. 7.24. 3. Существуют ли данные для печати? После выполнения последовательности нз двухсот видов движений, система управления готова к практической работе. Бели мшсропроцессор получает какие-либо данные для печати, опи помещаются в память. 4. Вычианние чясла шагов и нэприщения вращення.

Рассчитывается расстояние между текущим н конечным положениями ротора и ре. эультат засыпается в счетчик ошибки. Момент, в который угол коммутации следует сменить с ускорения на торможение, также засылается в генератор сигналов изменения угла коммутации.

5. Главная программа. Определяется значение угла коммутации, соответствующее ускорению ротора, и посылается с порта 2 для запуска двигателя. Предлолагшот, что каждое движение выполняется в кратчайшее время. Однако если случаются какие-либо вариации из-за нэме. 176 Р и с. 7. 25.

Трехфазный Рсзкзинный ШД с оптическим датщком положении Ротора пения нагрузки, то могут произойти отрицательные нлн положительные ошибки поэиционкрованив н времена изменения угла коммутации будут скорректированы микропроцессором. 7.4. ДРУГИЕ ТИПЫ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОА СВЯЗЬЮ 7.4,1. Образная связь с управлением по току. Схема управления с обратной связью по значению тока в обмотках !32.шагового трехфазного реактивного двигателя была предложена лабораторией Уокоеп)са Е!естг!са! Сопшпш!сат!оп корпорации Х!рроп Те!абгар!с апб Те)ер!соле Ра!з!!с и фдрмой Еапуо РепЫ для применения в управлении фигурным символьным диском серийного печатшощего устройства. Некоторые эле- МЕНТЫ ЭтОй СнетЕМЫ МОГут бЫтЬ Найдсьэм В !5], НО ОСНОВНЫЕ ЕЕ ЧЕртЫ йб 4 4~сне Р и с.

7. 26. Структуризх схема упрзнлсних током н схеме унрзнлснин с обратной снхзью ло положению ротора: ! — начальный аннан; 2 — задание профили чассоты ерюценнх; 3 - выбор фзз; 4 — задание угла коммутации; 5 — коммутатор зюигнзчнх; 6 — упрзелснис током; 7 — шзгоный двигатель;  — онтнческнй датчик положении ротора; 9 — импульсы обратной сааза по положению Ротора 177 а) д) Р н с. 7. 27. Формы кривых тока н обмотке сразу после нзчзлз нозбуждзнии: а — без нырузки; б — е нагрузкой; 1 — без нвнжеиюг; 2 — с движением приведены здесь. Двигатель, объединенный с инкрементным оптическим датчиком полоигения ротора, показан на рис.

7.25. Структурная схема этой системы, приведенная на рис. 7.26, имеет следующие особенности. Во-лервмх, профили изменения частоты вращении во времени фиксируют заранее. Максимальное расстояние в каждом направлении равно 66 шагам. Профили частоты вращения заносят в постоянную память. Основные нз ннх имеют форму трапеций, но для короткого движения используют треугольный профиль. Во-вторых, положение и чзстота вращения ротора сваззны обратнои связью и изменение последней сравнивают с зацанным модельным профюгем: расхождение между ними усиливается и используется для управления током двигателя.

В-третьих, в системе управления принимают углы коммутации 1,75; 1,25; 0,5 шага соответственно для ускорения, вращения с постоянной частотой и торможения. Вчетвертых, используют коммутатор в виде прерывателя. В-пятых, сигналы управления на выполнение шага во время ускорения и постоянного вращения берут от сигналов обратной связи датчика положения ротора, в то время как обычные используют только во время торможения. 7.4.2.

Управление с обратной связью без датчика. Управление с обратной связью по полозгеншо ротора в основном нуждается в тех типах датчиков, которые преобразуют механические положения в электрические сигналы. Во многих случаях для этого используют датчнки оптического типа. Однако у этих датчиков существуют некоторые недостатки: они обычно дороже ШД; регулировка положения датчика относительно соответствующего положения ротора является нелегкой задачей; возникают проблемы, связанные с нагреванием ини электрическим шумом. Вместо оптического или другого типа механического датчика, соедяненного с ротором, можно использовать дня определения положенюг последнего формы кривых тока или напршкения.

В [6[ дзно описание этого метода в системах управлении реакпшным ШД. В 1979 г, на Международной конференции по ШД и системам была представлена новая схема управления с обратной связью гибрнднмм двнгатенем, раэработзлнал в [7[. Здесь привацыгьг ее основные черты. 17б Рн с. 7. 2а. Свсюма глрмлмыа с еб. ратнеа саяэью ае впежееюо ротора четмрехфаэемм двигателем, ясеелмтющал леемк ток: 1 — млкропрацессор; 2 — усалптель пинала упрппмввл; 3 — Гаеппель напряжеевя; 4 — обмотка; 5 — Л Г'-генератор Поперечное сечение двигателя представлено на рис. 2.49.

Форма кривой тока в обмотке сразу после коммутации показана на рвс. 7.27, а. Если двигатель не может достичь полной частоты вретценвл, например, ке-за необходимости работы против силы тяжести ипи подключения инерционной нагрузки, получается нижняя кривая на рис. 7.27, б. Схема обратной связи для линейных двигателей использует разницу между этими кривыми. На рнс. 7.М приведена структурная схема. Управление двигателя осуществляется по двухполупериодной двухфазной схеме, конец каждой обмотки подсоединен к блоку сравнения напряжений.

Другой вход блока сравнения соединен с генератором экспоненциального сигнала, который запускается микропроцессором. После командм на выполнение шага микропроцессор задерживает сигнал так, что система управление оказывается в ситуацяи 1 на рис. 7.27, а н б, т.е. не будет равенства напряжения в фазах н, в конечном счете, микропроцессор не получит подтверждения выполнения шага. Однако если блок сравнения получил кривую такой формы, как на рис. 7.27, а н б для сигнала с движением, то будут две точки равенства напряженая в фазах, на которых выход блока сравнения переключится в состояние выключено, а затем снова включено.

Показано, что время первого равенства напряжений является оптимальным дпя начала следующего шага при ускорении двигателя нли вращении с постоянной частотой. Время второго равенства напряжений попользуется для режима торможения. Функцвонирование системы происходит следующим образом. Е Сягнал на выполнение первого шага в требуемом навравпенин выдается включением тока в соответствующей обмотке. 2. Поппе задержки микропроцессор запускает генератор сигнала экспоненплальной формы. 3.

Когда блок сравнения выдает сигнал о первой точке равенства напряженна, микропроцессор определяет, сколько шагов требуется дпл выполнения движапы. Если больше двух, что выбирается следующее состоянне управления и дпл ускорения двигатели возбуждается следующая обмотка, В случае, когда осталось два шага нли меньше, микропропессор устанавливает сигнал, который исключает ускорение до второй точки равенства напряженна в фазах.

Задержка возбужденяя обмот. ки обеспечивает приведение в действие "электромагнитной упругости" для эффективного торможения двигателя. Глава 8 ПРИМЕНЕНИЕ ШАГОВЫХ 21ВИГАТЕЛЕИ Ранее уже были приведены некоторые примеры применения ШД. Здесь же рассмотрим зто более подробно дня рвзлюшых обаастев пхннки. 8.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВАХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАНИН Эта область считается основной для применения ШН. Существует большое разнообразие периферийных устройств вычислительных машин, остановимся на основных, использующих ЕП1.