RU1803960C - Устройство дл управлени шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управлени  дл  управлени  четырехфазным и двухфазным шаговыми двигател ми. Цель изобретени  - упрощение схемы и повышение надежности. Устройство содержит реверсивный двоичный счетчик 5, усилитель: мощности 12, коммутирующие фазные токи двигател , резисторный делитель 2 напр жени , два коммутатора К/2 на 1 3 и 4, два коммутатора 2 на 1 6 и 7 и четыре коммутатора на 1 8-11. 4 ил.

Description

со

С

00

о

со ю о о

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управлени  дл  управлени  четырехфазным и двухфазным шаговым двигател ми.

Цель изобретени  - повышение надежности и упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства дл  общего случа , когда коэффициент дроблени  шага равен К; на фиг. 2а, б, в - усилители мощности соответственно дл  однопол рного управлени  че- тырехфазным двигателем, дл  разнопол рного управлени  двухфазным двигателем, дл  разнопол рного управле- ни  четырехфазным двигателем с параллельно включенными противолежащими фазами; на фиг. За, б, в - соответствующие этим усилител м мощности временные диаграммы формировани  фазных токов; на фиг. 4а, б, в - номограммы векторов результирующих моментов двигателей при .

Программное устройство (фиг. 1) содержит источник опорного напр жени  1, рези- сторный делитель напр жени  2, подключенный к источнику опорного напр жени  1, первый 3 коммутатор К/2 на 1, первый информационный вход которого соединен с шиной питани  источника 1 опорного напр жени , 2-ой, 3-ий, ... (К/2)-ый информационные выходы соответственно с (К/2-1)-ым, (К/2-2)-ым, ... , 1-ым выходами резисторного двигател  2, где К - коэффициент дроблени  шага, второй 4 коммутатор К/2 на 1, первый информационный вход ко- торого соединен с нулевой шиной источника 1 опорного напр жени , 2-ой, 3-ий, ... (К/2)-ый информационные входы - соответственно с 1-ым, 2-ым, ... (К/2-1)-ым выходами резисторного делител  2, реверсивный двоичный счетчик 5, выходы младших разр дов которого соединены с соответствующими адресными входами первого 3 и второго 4 коммутаторов К/2 на 1, первый 6 коммутатор 2 на 1, первый информационный вход которого соединен с шиной питани  источника опорного напр жени  1, второй информационный вход - с выходом первого 3 коммутатора К/2 на 1, а адресный вход - с выходом первого старшего разр да счет- чика 5, второй 7 коммутатор 2 на 1, первый информационный вход которого соединён с выходом второго 4 коммутатора К/2 на 1, второй информационный вход - с шиной питани  источника опорного напр жени  1, а адресный вход - с выходом первого старшего разр да счетчика 5, первый 8, второй 9. третий 10, четвертый 11 коммутаторы 4 на 1. информационные входы которых соединены соответственно с выходами первого 6.

второго 7 коммутаторов 2 на 1 и с нулевой шиной источника опорного напр жени  1, а адресные входы - с выходами второго и третьего старших разр дов счетчика 5, усилител  мощности 12, входы которых соединены соответственно с выходами первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11 коммутаторов 4 на 1, а выходы - с соответствующими фазными обмотками двигател .

Каждый из усилителей мощности 12 при однопол рном управлении четырехфазным шаговым двигателем (фиг. 2а) представл ет собой стабилизатор тока. А каждый из усилителей мощности 12 при разнопол рном управлении двухфазным (фиг. 26) или четырехфазным двигателем (фиг. 2в) представл ет собой мост или полумост, в диагонали которого соединена соответствующа  фазна  обмотка двигател .

Устройство работает следующим образом .

Дл  задани  требуемого направлени  вращени  двигател  к шине Реверс устройства прикладываетс  единичный или нулевой логический потенциал.

После подачи импульса обнулени  к входу Уст. О устройства на всех разр дных выходах счетчика 5 устанавливаютс  нулевые логические потенциалы. При этом выбираютс  первые информационные входы всех коммутаторов 3, 4 и 6-11. В результате этого на выходах коммутаторов 3, 6, 8 устанавливаютс  опорное напр жение, а на выходах коммутаторов 4,7,9,10,11- нулевой потенциал. Благодар  этому в первой фазе двигател  устанавливаетс  номинальный ток+1н, при нулевыхтоках в остальных фазах (фиг. За, 36). Кроме того, при разнопол рном управлении четырехфазным двигателем с параллельно включенными обмотками (фиг. 2в, Зв) в третьей фазе устанавливаетс  обратный ток -1Н.

В первой четверти цикла управлени  двигателем по мере поступлени  тактирующих импульсов к входу Т, если счетчик 5 настроен на режим суммировани  (1 - на входе Реверс), то на выходах его младших разр дов поочередно формируютс  двоичные коды, в результате которого поочередно выбираютс  последующие информационные входы коммутаторов 3 и 4. При этом на выходе коммутатора 3 формируютс  линейно-ступенчатые спадающие напр жени , на выходах коммутаторов 4,7,9- линейно-ступенчатые нарастающие напр жени , на выходах коммутаторов 6 и 8 поддерживаютс  посто нные максимальные (опорные) напр жени , а на выходах коммутаторов 10 и 11 - нулевые потенциалы. Это приводит к протеканию номинального тока через

первую фазу и линейно-ступенчатому нарастанию тока через вторую фазу (фиг. За и 36).

Кроме того, при разнопол рном управлении четырехфазным двигателем с параллельно включенными фазами (фиг. 2в, Зв) через вторую фазу протекает линейно-ступенчатый нарастающий пр мой ток, а через четвертую фазу - аналогичный обратный ток.

После переполнени  младших разр дов счетчика 5 на выходе его первого старшего разр да устанавливаетс  единичный логический потенциал, а на выходах всех младших разр дов - нулевые логические потенциалы, При этом выбираютс  вторые информационные входы коммутаторов 6, 7 и снова первые информационные входы коммутаторов 3, 4 и 8-11. По мере поступлени  тактирующих импульсов на шину Т снова поочередно выбираютс  последующие информационные входы коммутаторов 3 и 4. В итоге этого на выходах коммутаторов 3, 6, 8 устанавливаютс  линейно-спадающие ступенчатые напр жени , на выходе коммутатора 4 - линейно-нарастающие ступенчатые напр жени , на выходе коммутаторов 7 и 9 - опорное напр жение, а на выходах коммутаторов 10 и 11 - нулевые потенциалы. Это приводит к протеканию линейно-спадающего ступенчатого тока через первую фазу двигател  (фиг. За и 36), номинального тока н через вторую фазу (при нулевых токах в остальных фазах в случае управлени  четырехфазным двигателем в однопол рном режиме). А при разнопол рном управлении четырехфазным двигателем с параллельно включенными обмотками (фиг. 2в, Зв) через третью фазу протекает обратный линейно-ступенчатый убывающий ток, а через четвертую фазу - обратный номинальный ток -1Н.

Этим завершаетс  перва  четверть цикле управлени  двигателем, в результате которого обрабатываютс  К дробных шагов (фиг. 4а, и 46).

Последующие три четверти цикла аналогичны описанной первой. Отличие заклю- чфетс  лишь в том, что после каждого переполнени  младших разр дов счетчика 5 поочередно мен ютс  коды последующих его старших разр дов, в результате которого поочередно выбираютс  информационные входы коммутаторов 8-11 и к усилител м мощности 12 периодически передаютс  соответствующие посто нные и линейно-ступенчатые напр жени . Благодар  этому в фазах двигател  создаютс  соответствующие фазные токи (фиг. За, 36, Зв), привод щие к дроблению шага с пр моугольной номограммой распределени  вектора результирующего момента (фиг. 4а, 46, 4в). В общем случае число резисторов одинаковых номиналов делител  напр жени  2, число информационных входов коммутаторов 3, 4 и коэффициент пересчета младших разр дов счетчика 5 выбираютс  равным половине коэффициента дроблени  шага К, где , б, 8, ... - четное число.

Вращение двигател  в обратном на0 правлении обеспечиваетс  приложением к шине Реверс нулевого логического потенциала , при котором счетчик 5 переходит в режим вычитани .

Claims (1)

1. Таким образом, предлагаемое устрой5 ство по сравнению с прототипом выгодно отличаетс  по простоте своей логической структуры и используемых элементов, легко может быть микроминиатюризировано в виде гибридной интегральной схемы и, сле0 довательно, может обеспечить высокую степень надежности функционировани . Формула изобретени  Устройство дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага, содержа5 щее усилители мощности, реверсивный дво- ичный счетчик, резисторный делитель напр жени , подключенный к источнику опорного напр жени  и соединенный выводами с информационными входами двух

   0 коммутаторов, адресные входы которых соединены с выходами младших разр дов реверсивного двоичного счетчика, отличаю- . щ е е с   тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, введены два двух5 входовых коммутатора- 2 на 1 и четыре коммутатора 4 на 1, а два упом нутых коммутатора выполнены по схеме К/2 на 1, где К - коэффициент дроблени  шага, причем первый информационный вход первого

   0 коммутатора К/2 на 1 соединен с выводом источника опорного напр жени , 2, 3, ..., (К/2)-й информационные входы - соответственно с (К/2-1)-м, (К/2-2)-м, ..., 1-м выходами резисторного делител  напр жени ,

   5 первый информационный вход второго коммутатора К/2 на 1 соединен с нулевой шиной источника опорного напр жени , 2, 3, ..., (К/2)-й информационные входы - соответственно с 1, 2, ..., (К/2-1)-м выходами

   0 резисторного делител , первый информационный вход первого коммутатора 2 на 1 соединен с шиной питани  источника опорного напр жени , второй его информационный вход - с выходом первого коммутатора

   5 К/2 на 1, а адресный вход - с выходом первого старшего разр да реверсивного счетчика, первый информационный вход второго коммутатора 2 на 1 соединен с выходом второго коммутатора К/2 на 1, второй информационный вход - с шиной

   источника опорного напр жени , а адресный вход - с выходом первого старшего разр да реверсивного счетчика, первый, второй, третий, четвертый информационные входы соответственно первого, второго , третьего, четвертого коммутаторов 4 на 1 соединены с выходом первого коммутатора 2 на 1, второй и третий, третий и четвертый, первый и четвертый, первый и второй информационные входы соответственно первого, второго,третьего, четвертого коммутаторов 4 на 1 - с нулевой шиной

   /п- Ь

   0

   источника опорного напр жени , четвертый , первый, второй, третий информационные входы соответственного первого, второго, третьего, четвертого коммутаторов 4 на 1 - с выходом второго коммутатора 2 на 1, выходы первого, второго, третьего, четвертого коммутаторов 4 на 1 соединены соответственно с входами усилителей мощности, а их адресные входы - с выходами второго и третьего старших разр дов реверсивного счетчика.

   Фиа.1

   и (,) Ji

   О

   N

   О

   ч

   (

   А

   7

   I I

   Zf (,)

   О -J;

   Л

   N

   А

   N

   /

   I (

   о

   м

   v

   о

   -

   &/г. 5