Описание работы системы управления шаговым двигателем

Рассмотрим в качестве примера систему управления шаговым двигателем дискретного действия на электромагнитных муфтах, управляемых шаговым двигателем (рис. 2,а). При поступлении команды на вход электронного коммутатора (ЭК) шаговый двигатель поворачивает разрезные кольца К, и включается муфта или М2 в зависимости от направления поворота вала шагового двигателя. При включении муфты выходной вал привода I начинает вращаться от асинхронного двигателя АД. Одновременно через дифференциал Д кольца К поворачиваются в обратную сторону и после отработки команды муфта отключается. Быстродействие такой системы управления шаговым двигателем ограничивается быстродействием муфт. Для ускорения срабатывания муфты последовательно с ее обмоткой включено форсировочное сопротивление, шунтированное емкостью С.

Рис 2а. Система управления шаговым двигателем с электромагнитными муфтами

Величина "мертвой зоны" в контактной системе полуколец может быть уменьшена, если ввести отключение цепи муфты М2 при включении муфты М1, и наоборот. Такая блокировка выполняется автоматически фрикционным переключателем на валу шагового двигателя. Этот переключатель замыкает контакт Ф1 или Ф2 в зависимости от направления вращения шагового двигателя. При этом получена удовлетворительная точность отработки программы на скоростях до 250 мм/мин при цене шага 25мм (станок модели 6М11ПР). В случае использования порошковых муфт, имеющих большое быстродействие, скорости перемещения могут быть увеличены.

Для индикатирования рассогласования вместо контактного устройства могут использоваться сельсинные, индукционные или потенциометрнческие датчики, включающие реле, которые управляют муфтами. Аналогичная система управления шаговым двигателем может быть выполнена с исполнительным двигателем постоянного тока и ЭМУ. В последнем случае шаговый двигатель будет выполнять функции преобразователя дискретного кода в изменение величины (амплитуды) или фазы управляющего напряжения.

На рис. 2б представлена система управления шаговым двигателем, в которой шаговый двигатель перемещает сердечник дифференциального трансформатора (схема управления шаговым двигателем опущена). Возникающий сигнал рассогласования поступает на систему управления шаговым двигателем, который перемещает механизм. При этом кинематические связи системы управления шаговым двигателем возвращают сердечник дифференциального трансформатора в исходное положение, при котором сигнал рассогласования равен нулю. Описанные устройства, управляемые шаговые двигатели, можно рассматривать как электрический усилитель момента.

Рис 2б. Система управления шаговым двигателем с дифференциальным трансформатором