В этой главе рассмотрены системы управления без обратной связи. Система управления. Простая система управления для ШД показана на схеме рис. Схема системы управления ШД: 1 - логический блок; 2 - коммутатор; 3 - двигатель; 4 - входной контроллер. Для удоб. 5. 1, а представлена часть системы управления от логического бло. Направление вращения опреде. Н- уровень для вращения по ча. Для управления шаговым двигателем необходимо подавать постоянное напряжение на обмотки в точной последовательности. Поэтому для биполярного двигателя необходим полумостовой либо мостовой драйвер, снабженный двухполярным питанием. Шаговые двигатели (ШД) получили достаточно широкое распространение в системах автоматики и управления. Для управления таким ШД требуется мостовой драйвер или полумостовая схема с 2-полярным питанием. При использовании двухполупериодного мостового драйвера L298, например L298N, эти чипы организуют совершенный интерфейс «микропроцессор - биполярный. Пример использования ИС L297 и L298N для управления биполярным шаговым двигателем с фазными токами до 2 А. Микросхемы для управления двигателями по «мостовой» схеме. Драйвер шагового двигателя DIP 24; SO 24 В разработке 10. В некоторых случаях применяются логические блоки с не зависящим от направления выход. Если один инкремент движения осуществляется за один шаг, то на схеме рис. Но если шагов два или больше, то перед логическим блоком необходимо поставить еще одно устройство для создания соответствующей инкре. Это устройство называется входным контроллером (рис. В сложных случаях функцию входного конт. В заключение приведен пример использования микропроцессо. Логические блоки системы управления. Логический блок — это логическая схема, которая управляет последова. Обычно логический блок состоит из регистра сдвига и логических схем (функций) таких, как НЕ- И, НЕ- ИЛИ и т. В настоящее время в качестве регистра сдвига применяют универсальные схемы. Базисные функции схем и триггеров приведены на рис. Логические блоки и их функции. Микросхема L298N представляет собой сдвоенный мостовой драйвер двигателей и предназначена для управления DC и шаговыми двигателями. Существует несколько способов управления фазами шагового двигателя. Совместно с микросхемой мостового драйвера L293 или L298 они . Микросхема L298 представляет собой двойной полный мостовой драйвер, применяемый для управления двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями. Триггер JK- FF реализует функцию, задаваемую таблицей и выполняемую тогда, когда на вход* поступает сигнал Н. Если на вход* поступает сигнал L, то на выходе О будет сигнал L, а на Q - Н. Поэтому вместо составления логического блока из набора соответствующих интегральных микросхем можно использовать универсальные логические блоки, разработанные для ШД. Рассмотрим несколько типов логических блоков, состоящих из инте. Двухфазное управление четырехфазным двигателем. Для случая без указаний направления вращения ротора простой логический блок можно построить с помощью лишь двух триггеров JK- FF, как показано на рис. Р1. 23. 45. 6.. Р1. Фаза. 1, Q1. 01. 10. Фаза. 1, Q1. 00. 11. Q 2. 00. 11. 00. 1.. Q 2. 01. 10. 01. 13, Q 1. Q 1. 11. 00. 11. 04, Q 2. Q 2. 10. 01. 10. 0.. Рис. Логический блок для двухфазного управления четырехфазным ШД с равноправными направлениями вращения: а — но часовой стрелке; б — против часовой стрелки. Таблица функций логического блока задана на том же рисун. Соответствие выходных сигналов логического блока сигналам управ. Если Q1 = L, фаза 1 не возбуждена. Как видно из сравнения двух таблиц на рис. Для этой цели можно использовать схему переключения, показанную на рис. Логический селектор для управления направлением вращения; в цепи (а) С = А для команд уровня Н и С = В для команд уровня L; в цепи (б) С- А для команд уровня Н и С = В для команд уровня L. Здесь основная логическая функция обеспечивается за счет комбинации трех схем НЕ- И или И и ИЛИ. Если задающий направление вращения сигнал в схеме на рис. Н, то на выходе С уровень сигнала такой же, как и на входе А. Если же задающий направление вращения сигнал имеет уровень L, то на выходе С уровень сигнала совпадает с вхо. Н, задающего направление вращения, С = А и С = В для уровня L. ШД. Двухфазный логический блок для четырехфазного двигателя с рав. Другой пример реализации реверсивного управления двигателем приведен на рис. Логический блок для двухфазного управления четырехфазным дви. Логический блок для однофазного управления четырехфазным двигателем. Однофазный логический блок получается добавлением четы. Логический блок для однофазного управления четырехфазным дви. Логический блок для однофазного управления четырехфазным дви. Примеры длительности импульсов и данные для их полученияm. Длительность импульса . Схема формирования входного сигнала, обеспечивающая также снижение помех, показана на рис. Однофазный логический блок для трехфазных двигателей. Логи. Против часовой стрелки. Р1. 23. 45.. 0. 10. Фаза 1. 10. 01. 00.. По часовой стрелке. Р1. 23. 45.. 0. 01. Фаза 1. 10. 01. 00.. Рис. Логический блок для трехфазных двигателей с однонаправленным вращением: а - по часовой стрелке; б - против часовой стрелки. Таблица значений функции логиче. Логический блок для ре. Логический блок (а) для трехфазного двигателя с равноправны. Логический блок для двухфазного управления трехфазным дви. Полушаговый логический блок для трехфазных двигателей. Против часовой стрелки. Р1. 23. 45. 67.. Фаза 1,1. Фаза 2,0. 00. 11. Фаза 3, 0. 11. 10. По часовой стрелке. Р1. 23. 45. 67.. Фаза 1, 1. Фаза 2, 0. 11. 10. Фаза 3, 0. 00. 11. Рис. Логический блок для полушагового управления трехфазным дви. Логическая последовательность, необ. Блок получается включением шести элементов И или НЕ- ИЛИ на выходах схемы рис. Фаза. Р1. 23. 45. Рис. Схема компоновки логического блока для трехфазного двигателя с бифилярными обмотками, ее вход присоединяют к выходу схемы на рис. Два типа логических блоков для реверсивного вращения шагово. Импульсный логический блок дня реверсивного двигателя имеет на входе управление шагами и направлением вращения. Схема включения блока приведена на рис. Два вида логических блоков с равноправными направлениями вращения. Существует и другой его тип, имеющий вход дня шагов по и против часовой стрелки (рис. Логический блок для управления четырехфазными гибридными двигателями с помощью мостового инвертора (коммутатора). Схема мостового инвертора для управления гибридным ШД показана на рис. S1 и S4 должны работать одновременно. Точно так же пары S2 и S3, S5 и S8, S6 и 5. Для управления их ключами можно использовать логический блок рис. Q2 для пары S1 и S4; Q2 для S2 и S3; Q1 для S5 и S8. Q1 для S6 и S7. Для схемы инвертора (коммутатора) рис. Q2 для SI; Q2 для S2; Q1 для S3; Q1 для S4. Универсальный логический блок на микросхеме со средней степенью интеграции MSI. Вместо логического блока из отдельных инте. В качестве примера можно привести блок РММ 8. Sanyo, показанный на рис. Логический блок, выполненный на КМОП- технологии фирмы Sanyo для универ. Примеры схем соединения ло. Инвертор (коммутатор) двигателя. Соединение логического блока и инвертора. Выходной сигнал подается на входсилового инвертора (коммутатора), который управ. Инвертор можно будет назвать ком. Простейшим способом соединения является непосредственное, как показано на рис. Но если выходные сигналы логического блока недостаточны для управ. Проблемы разработки коммутатора (инвертора). Обмотку ШД представляют на схеме замещения последовательным соединением ин. Кроме того, при вращении ротора в обмотках возникает ЭДС. Следовательно, эквивалентная схема замещения ШД выглядит, как показано на рис. Эквивалентная схема за. Так как ШД разрабатывают для получения максимальной мощности в минимальном объеме, значение температуры может достигать порядка 1. Защита транзисторов коммутатора. При запирании транзистора (см. L (di/dt) возникает ЭДС самоиндукции, которая может привести к выходу из строя транзистора. Существуют различные способы снижения перенапряжения и защиты транзистора. Рис. Диодно- резисторная защита. Рис. Защита с помощью стабилитрона. Если параллельно с обмоткой включен диод, как это показано на рис. В этой схеме не бывает больших изменений тока при выключении и потенциал коллектора равен напряжению питания Е плюс падение напряжения на открытом диоде. Этот способ защитыпрост, однако ток в обмотке протекает в течение некоторого времени после запирания транзистора, что приводит к появлению тормозного момента. Для быстрого демпфирования тока последовательно с диодом включается резистор, как показано на рис. Напряжение Vqe на коллекторе при отключении равно. VCE= Е + IRS+ VFD,где Е — напряжение питания; I — ток в обмотке до выключения транзи. Таким образом, быстрое уменьшение тока в обмотке приводит к большим перенапряжениям на транзисторе. Защита с помощью стабилитрона. Часто последовательно с обычным диодом включают стабилитрон, как показано на рис. По сравнению с двумя предыдущими схемами в этой уменьшение тока после выключе. Сравнение действия различных схем защиты: 1 - диод; 2 - диод и резистор; 3 - диод и стабилитрон. Рис. Пример четырехфазного инвертора со стабилитронной защитой. Достоинством данного способа является то, что потенциал коллектора равен напряжению питания плюс напряжение пробоя стабилитрона, которое не зависит от тока. Это упрощает определение максимума потенциала коллектора. Резисторы R1 и R2 включены для быстрого нарастания возбуждающего тока. Емкостная защита. Ее часто используют для двигателей с бифиляр. Работа схемы объяснена на примере коммутатора для четырехфазного двигателя (рис. Конденсатор включают между фазами 1 и 3 и 2 и 4. При отключении транзистора он поглощает энергию, запасенную в обмотке, тем самым защищая транзистор. Включен либо VT2, либо VT4, УТЗ пока находится в отключенном состоянии. Так как обмотки фаз 1 и 3 выполнены бифилярными, то ток будет циркулировать так, как показано на ри. Если VT3 включить, когда протекающий ток становится равным нулю и заряд на конденсаторе максимален, то в этом случае ток от источника питания протекает через обмотку фазы 1. При двухфазном управлении такая же картина сохраняется. Как было показано, способ демпфирования колебаний ротора заключается в переводе кинетической энергии в теп. Если колеблется ротор, содержащий постоянный магнит, то в обмотке возникает ЭДС индукции. Однако, когда цель разомкнута или подключено большое сопротивление, эта ЭДС не приводит к появлению значительного тока. Если конденсатор включен между фазами обмотки, ток проходит по замкнутой цепи, показанной на рис. Шаговая частота вращения, Гц. Рис. Изменения механических характеристик при различных емкостях конденсатора, включенного между фазами. Измерено по схеме рис. Чем меньше емкость, тем больше при больших шаговых частотах враще. Рис. Изменение потенциала коллек. Уменьшение времени нарастания тока. При включении транзисто. При увеличении частоты им. Существуют различные способы уменьшения времени нарастания тока и улучшения моментных характеристик при высоких шаговых частотах. Включение последовательного резис. Наиболее дешевый способ - это включение последовательно с обмоткой резистора, как это показано на рис.
0 Comments
Leave a Reply. |
Details
AuthorWrite something about yourself. No need to be fancy, just an overview. ArchivesCategories |