Электронные коммутаторы для управления шаговыми двигателями

Электронные коммутаторы для управления трех- и многофазными шаговыми двигателями применяются двух типов: тиратронные и триггерные.

Тиратроиный коммутатор был рассмотрен в гл. 4 (рис. 32).Особенность этого коммутатора заключается в том, что он может выполнять одновременно функции усилителя при включении обмоток шагового двигателя в анодные или катодные цепи [Л. 74 и 83], обеспечивая последовательность включения обмоток I—II—III.

Недостатки тиратронных коммутаторов -усилителей по сравнению с полупроводниковыми усилителями: большие габариты, значительные тепловые потери, недопустимость механических нагрузок, необходимость удвоения количества тиратронов для схем управления двигателем с парным включением обмоток двигателя.

Поэтому тиратронные схемы управления двигателем нашли применение оз основном для силовых шаговых двигателей, когда мощность полупроводниковых усилителей является недостаточной.

Коммутатор, аналогичный тиратронному, может быть построен на управляемых диодах с гашением их с помощью емкости, включенной между соседними диодами кольца.

Применение высоковольтных кремниевых управляемых диодов, особенно перспективно для силовых шаговых двигателей.

Трехтактные триггерные схемы управления двигателем позволяют просто получить парное включение секций (1, 2) — (2, 3) — (3, 1).

В последнем случае одновременно включены две секции, сдвинутые а пространстве на 60 граО.-эл.. что увеличивает статический момент двигателя. При этом динамический момент возрастает также благодаря уменьшению скважности кривой тока секции от Q = 3 дэ величины Q = 3/2 " увеличению времени нахождения обмотки во включенном состоянии от одного до двух периодов управляющей частоты. В такой схеме управления двигателем недостатком одновременного включения -нескольких обмоток является возможность возникновения статической ошибки при отклонении тока в одной из обмоток от установленной величины (различный нагрев обмоток, изменение параметров усилителя и т. д.].

Реверсивный трехтактный коммутатор (рис. 43а) состоит из двоично-троичного кольцевого счетчика и клапана. Между триггерами счетчика Т1 и Т2, кроме прямой связи с выхода Т1 на вход Т2 имеется также обратная связь с выхода Т2 па в,ход Т1. На рис. 43а приведена диаграмма коммутатора.

Рис. 43а. Реверсивный трехтактный коммутатор

Шеститактная схема управления двигателем по сравнению с трехтактной позволяет уменьшить в 2 раза шаг и увеличить в 2 раза приемистость двигателя. Шеститактный коммутатор (рис. 43б [Л. 86]) образуется из трехтактного путем добавления коммутирующего триггера Т3, управляющего клапанами на выходе триггеров Т1, Т2. Шсстнтактный коммутатор позволяет также изменять цену шага двигателя при переходе на трехтактную схему управления двигателем [Л. 85].

Рис. 43б. Реверсивный шеститактный коммутатор

Коммутирующий триггер Т запускается от клапана И1 или И2 в зависимости от того, по какому из входов (1 или 2) поступают управляющие импульсы. На выходе клапана получаем сигнал через три импульса программы. Коммутирующий триггер включает одну из фаз двигателя. Две другие фазы также остаются включенным» в течение трех импульсов управления, но сдаинуты друг относительно друга на два периода. Таким образом, скважность импульсов на выходе коммутатора равна двум, а период —шести периодам управляющей частоты.

Шеститактная схема управления двигателем обеспечивает наиболее высокие показатели работы трехфазного шагового двигателя.

Схема коммутатора с изменением полярности приведены на рис. 43в.

Рис. 43в. Схема коммутатора коммутатора с изменением полярности

Приведенные схемы коммутаторов могут быть использованы для управления трехфазными шаговыми двигателями с активным ротором и изменением направления н. с. обмоток. Для этого на выходе схемы коммутатора устанавливаются инверторы, а усилители включаются по схеме рис. 43в.