CS260869B1 - Zapojení pohonu krokového motoru - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení krokového motoru, u kterého je využíváno můstkového zapojení střídače pro řízení proudu induktivní zátěží. Výhodou zapojení je využiti všech vinutí čtyřfázových krokových motorů, čímž je umožněno napájení fázových vinutí polovičním proudem při zachování jmenovitého momentu motoru v pracovním frekvenčním rozsahu. Pro snímání velikosti proudu je využíváno regulačního odporu, jako komparátorů je využito přechodu báze—emitor tranzistoru s návazným spouštěním monostabilního klopného ovodu, který je tvořen integrovaným časovačem s napájením úrovně TTL. Tímto uspořádáním se dociluje v pracovním frekvenčním rozsahu vysoké účinnosti, pro návazné řízení je možno využít přímo spolupráce s obvody TTL.

Description

Vynález se týká zapojení pohonu krokového motoru. Dosud známá zapojení ovládačů krokových motorů využívají klasické zapojení s odporovým napájením, spočívající v zařazení výkonových odporů do vinutí motorů. Účinnost takovýchto pohonů se pohybuje v rozmezí 30 až 40 %. Průvodním jevem při použití tohoto způsobu je nadměrný ohřev zařízení, vysoké jsou energetické ztráty.

Dalším používaným způsobem je proudové řízení s můstkovýra zapojením vinutí krokového motoru například podle CS AO 214176 — Zapojení můstkového střídače pro řízení proudu induktivní zátěží. V popisu není uváděno konkrétní zapojení krokového motoru a využití všech jeho vinutí, čímž nelze v daném pracovním frekvenčním rozsahu zajistit plnou účinnost celého pohonu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pohonu krokového motoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první a druhé vinutí krokového motoru zapojená do série mají společnou svorku izolovanou. Vinutí je první svorkou připojeno na společný uzel spínačů a na společný uzel, tvořený katodou diody a anodou diody. Katoda této diody je spojena s druhou svorkou spínače. Druhá svorka sériové kombinace vinutí je připojena jednak ke společnému uzlu sériové kombinace ventilů, jednak na společný uzel tvořený katodou diody a anodou diody.

Katoda této diody je připojena na druhou svorku ventilů, přičemž anody diod jsou připojeny na společný uzel, ke kterému je dále připojen snímací odpor. Tento odpor je druhou svorkou připojen na první svorky ventilů. Druhá svorka ventilu tvoří společný uzel spolu s první svorkou ventilu, anodou diody a katodou diody. K tomuto uzlu je dále připojena první svorka sériové kombinace vinutí se společnou izolovanou svorkou. Katoda diody je spojena s druhou svorkou ventilu a katodou diody, anoda diody je připojena na společný bod.

Druhá svorka sériové kombinace vinutí je připojena jednak ke společnému uzlu sériové kombinace ventilů, jednak na společný uzel tvořený katodou diody a anodou diody.

Katoda této diody je připojena na druhou svorku ventilu, anoda diody je připojena na společný uzel.

Druhá svorka odporu je přes ochranný odpor připojena na bázi tranzistoru, jehož kolektor je připojen na společný uzel sériové kombinace odporů. K odporu je připojen první a druhý komparační vstup monostabilního klopného obvodu a kondenzátor, připojený druhou svorkou na společný uzel. Ke společnému uzlu je připojena druhá svorka stejnosměrného zdroje, přičemž první svorka tohoto zdroje je připojena na napájecí svorku monostabilního klopného obvodu a první svorku regulačního odporu. Druhá svorka tohoto odporu je připojena k sériové kombinaci odporů. Výstupní svorka je svorkou proudového řízení. Druhá svorka zdroje je připojena na společný uzel, první svorka tohoto zdroje je připojena na katodu diody a druhou svorku ventilů. Ke společnému uzlu je také připojena druhá svorka napájení monostabilního klopného obvodu a přes kompenzační kondenzátor kompenzační svorka.

Výhodou zapojení podle vynálezu je možnost získání stejného kroutícího momentu motoru s polovičním napájecím proudem oproti jmenovitému, dále využití jednoduchého způsobu zapojení komparátoru napěťové úrovně s použitím monostabilního klopného obvodu kompatibilního s obvody úrovně TTL.

Příklad zapojepí podle vynálezu je dále popsán a vysvětlen pomocí výkresu, na němž je příklad zapojení podle vynálezu. Zapojení sestává s prvního a druhého vinutí Zl, Z2 krokového tomoru M zapojená do série, mají společnou svorku Al izolovanou. Vinutí Z2 je první svorkou připojeno na společný uzel spínačů Sl, 52 a na společný uzel, tvořený katodou diody D2 a anodou diody Dl. Katoda této diody je spojena druhou svorkou spínačů Sl. Druhá svorka sériové kombinace vinutí Zl, Z2 je připojena jednak ke společnému uzlu sériové kombinace ventilů S3, S4, jednak na společný uzel tvořený katodou diody D4 a anodou diody DX

Katoda této diody je připojena na druhou svorku ventilu S3 a druhou svorku ventilu Sl, přičemž anody diod D2, D4 jsou připojeny na společný uzel K, ke kterému je dále připojen snímací odpor Rl. Tento odpor je druhou svorkou připojen jednak na první svorku ventilů S2, S4, jednak na první svorky ventilů S2, S4¹. Druhá svorka ventilu S2‘ tvoří společný uzel s první svorkou spínačů S1‘, anodou diody DJ* a katodou diody D2‘. K tomuto uzlu je dále připojena první svorka sériové kombinace vinutí Z3, Z4 se společnou izolovanou svorkou A2. Katoda diody D1‘ je spojena druhou svorkou spínače S1‘ a s katodou diody D3, anoda diody D2‘ jc: připojena na společný bod K. Druhá svorka sériové kombinace vinutí Z3, Z4 je připojena jednak ke společnému uzlu sériové kombinace ventilů S3‘, S4, jednak na společný uzel tvořený katodou diody D4‘ a anodou diody D3‘. Katoda této diody je připojena na druhou svorku ventilu S3‘, anoda diody D4‘ je připojena na společný uzel K. Druhá svorka odporu Rl je přes ochranný odpor R2 připojena na bázi tranzistoru TI, jehož kolektor je připojen na společný uzel sériové kombinace odporů R3 a R4. K odporu R4 je připojen první a druhý komparační vstup monostabilního klopného obvodu MKO a kondenzátor Cl, připojený druhou svorkou na společný uzel K. Ke společnému uzlu K je připojena druhá svorka stejnosměrného zdroje Ul, přičemž první svorka tohoto zdroje je připojena na napájecí svorku monostabilního klopného obvcdu MKO a první svorku regulačního odporu R5. Druhá svorka tohoto odporu je připojena k sériové kombinaci odporů R3, R4. Výstupní svorka A3 monostabilního klopného obvodu MKO je svorkou proudového řízení. Druhá svorka zdroje U2 je připojena na společný uzel K, první svorka tohoto zdroje je připojena na katodu diody D3 a druhou svorku ventilu S1‘, S3‘. Ke společnému uzlu K je také připojena druhá svorka napájení monostabilního klopného obvodu MKO a přes kompenzační kondenzátor C2 kompenzační svorka monostabilního klopného obvodu MKO.

Jednotlivé spínače jsou řízeny tak, že v prvém okamžiku je sepnut spínač Sl, S4, které jsou napájeny ze zdroje U2. Na odporu Rl se vytváří úbytek napětí, který po dosažení úrovně přechodu báze—emitor otevírá tranzistor Tl. Otevření tranzistoru Tl se spouští monostabilní klopný obvod, jehož impuls na svorce A3 přes další řídicí obvody uzavírá spínač Sl a dochází k rekuperaci. kdy proud prochází přes diodu D2. Aktivní i pasivní část cyklu se stále střídá ve všech taktech. Doba kyvu monostabilního klopného obvodu MKO je určena prvky R3, R4, R5, Cl, lze ji v určitém rozmezí řídit například odporem RS.

Využitím vynálezu je především při použití čtyřfázových krokových motorů, které slouží jako pohonné jednotky různých zařízení s potřebou řízení otáček v určitém frekvenčním rozsahu.

Claims (1)

1. Zapojení pohonu krokového motoru vyznačující se tím, že první a druhé vinuííB (Zlj a (Z2) krokového motoru (M) zapo-E jená do série a se společnou izolovanou· svorkou (Al), jsou. připojena první svorkou® na společný uzel spínačů (S) a (S2) a naff společný uzel, tvořený katodou diody (D2) ’ a anodou diody (Dl), jejíž katoda je spojena s druhou svorkou spínače (Sl), přičemž druhá svorka sériové kombinace vinutí (Zlj a (Z2) je připojena jednak ke společnému uzlu sériové kombinace ventilů (S3 j a (S4) a jednak na společný uzel tvořený katodou diody (D4j a anodou diody (D3j, jejíž katoda je připojena na druhou svorku ventilu (S3) a druhou svorkou ventilu (Sl), přičemž anody diod (D2) a (D4) jsou připojeny na společný uzel (X). ke kterému je dále připojen snímací odpor (Rl), který je druhou svorkou připojen jednak na první svorku ventilů (S2) a (S4), jednak na první svorky ventilů (S2 ) a (S4‘). přičemž druhá svorka ventilu (S2‘) tvoří společný uzel spolu s první svorkou spínače (ST), anodou diody (D1‘) a katodou diody (D2^;), ke kterému je dále připojena první svorka sériové kombinace vinutí (Z3) a (Z4) se společnou izolovanou svorkou (At), přičemž katoda diody (Dl' j je spojena s druhou svorkou spínače (S1‘) a katodou diody (D3) a anoda diody (D2‘) je připojena na společný bod (Kj, přičemž druhá svorka sériové kombinace vinutí (Z3) a (Z4j je připojena jednak ke společnému vynalezu uzlu sériové kombinace ventilů (S3‘) a (S4‘) jaSa jednak na společný uzel, tvořený katodou Bdiody (D4’j a anodou diody (D3‘ j, jejíž kaBBtoda je připojena na druhou svorku ventijiyhi (S3 ), přičemž anoda diody (D4‘j je připojena na společný uzel (KJ, dále je druhá 3 svorka odporu (Rl) připojena na ochranný ú odpor (R2j, který je připojen druhou svorz? kou na bázi tranzistoru (Tl), jehož kolektor í; je připojen na společný uzel sériové kombinace odporů (R3) a (R4), k jejíž druhé svorce jsou připojeny prvý a druhý komparační vstup monostabilního klopného obvodu (MKO) a kondenzátor (Cl), který je druhou svorkou připojen na společný uzel (K), na který je dále připojena druhá svorka stejnosměrného zdroje (Ul), jehož první svorka je připojena na první svorku napájení a na svorku řízení mcuostabilního klopného obvodu (MKO) p. první svorku regulačního odporu (R5), který je dále spojen s první svorkou sériové kombinace odporu (R3) a (R4), přičemž svorka (A3J monostabilního klopného obvodu (MKO) je svorkou proudového řízení, přičemž druhá svorka stejnosměrného zdroje (TJ?) je připojena na. společný uzel (K) a první svorka zdroje (U2) je připojena na druhou svorku ventilů (ST) a (S3‘), přičemž ke společnému uzlu (Ií j je připojena druhá svorka napájení monostabilního klopného obvodu (MKO) a přes kompenzační kondenzátor (C2) kompenzační svorkou monostabilního klopného obvodu (MKO).