SU1045320A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ ШАГА, содержащее входной регистр, кодовый датчик положени , установленный на валу шагового двигател , циф pOByro схему сравнени , генератор импульсов , подключенный к выходу схемы сравнени , два преобразовател  код напр жение , один из которых подключен к дешифратору реверсивного счетчика импульсов, элемент сравнени , подключенный входами к выходам преобразователей код - напр жение, реверсивный распределитель импульсов с дешйф ратором на выходе и преобразователи напр жение - ток, подключенные выходами к обмоткам шагового двигател , отличают.еес  тем, что, с целью повышени  точности позиционировани , введены интегратор, источник опорного напр жени , дополнительный дешифратор, элемент ИЛИ и ключи по числу фаз двигател , соединенные выходами с входами преобразователей напр жение - ток, управл ющими входами - с выходами дешифратора распределител  импульсов, вход которого через элемент ИЛИ подключен к первому и среднему выходам дешифратора .. реверсивного счетчика, а аналоговые входы ключей подключены к источнику (П опорного напр жени  и интегратору, соединенному своим входом с выходом элемента сравнени , причем другой преобразователь код - напр жение св зан через дополнительный дешифратор с выходами шaдшиx разр дов кодового датчика положени .

Description

Изобретение относитс  к электротр нике и может быть использовано в устройствах дл  регулировани  шаговы двигателей в автоматизированных системах , где требуетс  повышенное быст родействие и точность от Заботки вход ного воздействи . Известно устройство дл  управлени  шаговыют двигател ми, содержащее распределитель импульсов, соединенный своими выходами с входами усилител  мощности, регул торы напр  жени  на фазах шагового двигател , триггер знака и элементы ИЛИ, выходы которых через элемент И подключены к выходам распределител  шшульсов, преобразователь код - аналог и дополнительный и-тактный распредели тель импульсов, выходы первого и Y +1 каналов которого подключены к входам элемента ИЛИ, а выходы всех каналов дополнительного распределител  импульсов подключены к выходам преобразователей код-аналог, соединенных выходами,, с входами регул торо Напр жени  1. . Известно также устройство дл  управлени  шаговыми двигател ми с дроблением основного шага, содержащее распределитель импульсов, усилители мощности, коммутируемые обмотки двигател  и регул торы напр жени , элементы И Л И, цепочки из последо вательно соединенных фильтров и огра ничителей, св зывающие входы усилите л  мощности с соответствующими выходами распределител , причем выходы распределител  подключены к выходам регул торов напр жени  через элемент ИЛИ 2, Недостатком известных устройств .  вл етс  невозможность получени  рав номерного дроблени  основного шага двигател  в силу того, что принципы их построени  не учитывают регшьной кривой синхронизирующего момента шаг вого двигател . Реальна  кривс1Я моме та шагового двигател  не  вл етс  ли нейной, в св зи, с чем отсутствие прд ( порциональности между входным сигнало управлени  и действительным п€2ремеще нием ротора двигател  создает значи тельную ошибку в точности позиционировани . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  устройство дл управлени шаговым двигателем с дроб лением шага, содержащее входной регистр , кодовый датчик положени , установленный на валу шагового двига тел , цифровую схему сравнени , генератор импульсов, подключенный к выходу схемы сравнени , два преобразовател  код-напр жение, один из которых подключен к дешифратору реверсивного счетчика импульсов, элемент сравнени , подключенный входа ЕИ к вы ,ходам преобразователей код - напр жение , реверсивный распределитель импульсов с дешифратором на выходе и преобразователи напр жение - ток, подключенные выходами к обмоткам шагового двигател  , Недостатком такого устройства  вл етс  то, что в процессе его работы и при изменении температуры окружающей среды происходит изменение величины момента сухого трени  нагрузки на валу двигател . Так как алгоритм программы движени  и торможени  ротора двигател , хран щийс  в магнитной пам ти, не может учесть этих изменений, то это приводит к увеличению статической и динамической ошибки за счет изменени  фазового сдвига между ротором и статором двигател  „ Цель изобретени  - повышение точности позиционировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее входной регистр, кодовый датчик полбжени , установленный на валу шагового двигател f цифровую схему сравнени , генератор импульсов, подключенный к выходу цифровой схемы сравнени , два преобразовател  код - напр жение, один из которых подключен к дешифратору реверсивного счетчика импульсов, элемент сравнени , подключенный входами к выходе1М преобразователей код напр жение , реверсивный распределитель импульсов-с дешифратором на выходе и преобразователи напр жение ток, выходы которых подключены к обмоткам шагового двигател , введены интегратор, источник опорного напр - . женин, дополнительный дешифратор, элемент ИЛИ и ключи по числу фаз ,двигател , соединенные выходами с входами преобразователей напр жение-ток,управл ющими входами - с выходами дешифратора распределител  импу.пьсов , вход которого через элемент ИЛИ подключен к первому и среднему выхода1м дешифратора реверсивного счетчика, а аналоговые входы ключей подключены к источнику опорного напр жени  и интегратору, соединенному своим входом с выходом элемента сравнени , причем другой преобразователь код - напр жение св зан через дополнительный дешифратор с выходами младыих разр дов кодового датчика положени . На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага. Устройство содержит входной регистр 1, цифровую схему 2 сравнени , кодовый датчик 3 положени , генератор 4 импульсов, реверсивный распределитель 5 импульсов, дешифратор 6 реверсив-ного распределител  импульсов, шаговый двигатель 7, реверсивный счетчик 8 импульсов, дешифратор 9 реверсивного счетчика импульсов, первый преобразователь 10 код - напр жение, элемент 11 сравнени , второй преобразователь 12 код - напр жение, дешифратор 13 младших разр дов кодовог датчика положени , интегратор 14, клчи 15-18, преобразователи 19-22 напржение - ток, элемент ИЛИ 23, источник 24 опорного напр жени . С валом шагового двигател  7 св зана нагрузк 25 двигател .

Входной регистр 1 подключен своими выходами к одним входам цифровой схемы 2 сравнени , к другим входам которой подключены выходы кодового датчика 3 положени , установленного вместе с нагрузкой 25 на валу шагового двигател  7. Выход цифровой схемы 2 сравнени  подключен к входу генератора 4 импульсов, управл емым входам реверсивного счетчика 8 и реверсивного распределител  5 1ютульсов. Выход генератора 4 игтульсов подключен к входу реверсивного счетчика 8 импульсов, выходы которого подключены к дешифратору 9. Дешифратор 9 подключен к преобразователю 10 код напр жение и к элементу ИЛИ 23.

Дешифратор 23 св зан своими входами с выходами шaдшиx разр дов кодового датчика 3, а выходами - с преобразователем 12 код - напр жение который вместе с преобразователем 10 код - напр жение подключен к входам элемента 11 сравнени . Элемент 11 сравнени  соединен с входом интегратора 14. Выход интегратора 14 источника 24 опорного напр жени  и нулева  шина источника питани  подключены к соответствующим аналоговым входам ключей 15-18, выходы которых через преобразователи 19-22 напр жение - ток подключены к обмоткам шагового двигател  7, а управл емые входы через дешифратор 6 - к реверси ному распределителю 5 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Во входной регистр 1 периодически записываетс  входна  информаци . 1:1ифрова  схема 2 сравнени  определ ет знак разности или равенство кодов входного регистра 1 и датчика 3 положени . Генератор 4 импульсов включаетс  при любом знаке рассогласовани  с выхода цифровой схемы 2 сравнени  и выключаетс  при получении сигнала

Равенство. Знаковый выход цифровой схемы 2 сравнени  управл ет направлением счета реверсивного счетчика В импульсов и реверсивного распределитель 5 импульсов. Число разр дов реверсивного счетчика 8 импульсов выбираетс  в соответствии с числом дробных шагов на интервале основного шага шагового двигател . Реверсивный счетчик 8 импульсов через дешифратор 9 управл ет работой преобразовател  10 код - напр жение. Одновременно с эти выходные импульсы с первого и среднего выходов дешифратора 9 поступают на вход элемента ИЛИ 23, с выхода которого управл ющиеимпульсы переключают реверсивный распределитель 5 импульсов. Последний через дешифратор 6 воздействует на управл ющие входы ключей 15-18, переключа  их в заданной последовательности.

На входы элемента и 11 сравнени  поступают напр жени  с выходов преобразователей 10 и 12 код - напр жение . Напр жение на выходе преобразовател  10 код - напр жение,который задает характер движени  шагового двигател , сравниваетс  в элементе 11 сравнени  с напр жением преобразовател  12 код - напр жение, величина которого пропорциональна положению ( углу поворота ротора шагового двигател  7 в данный момент времени. Разница между этими напр жени ми, величина которой определ ет ошибку в отработке шаговым двигателем 7 величины входного воздействи , поступает на интегратор 14, интегрируетс  и через соответствующий аналого-, вый ключ 15,16,17 или 18 поступает на вход св занного с ним преобразовател  19,20,21 или 22 напр жение ток и далее на обмотку шагового двигател  7. Шаговый двигатель поворачиваетс до тех пор, пока на входах схемы 11 сравнени  напр жени  с выходов преобразователей 10 и 12 код - напр жение не будут равны.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществл етс  обратна  св зь по положению ротора шагового двигател  7 на интервале всего его и в моменты остановок при получении сигнала равенство с выхода цифровой схемы 2 сравнени .

Предлагаемое вьтолнение устройства уменьшает вли ние дестабилизирующих факторов на перемещени  и повышает точность отработки управл ющего воздействи .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ ШАГА, содержащее входной регистр, кодовый датчик положения, установленный на валу шагового двигателя, циф- ‘'ровую схему сравнения, генератор импульсов, подключенный к выходу схемы сравнения, два преобразователя код напряжение, один из которых подключен к дешифратору реверсивного счетчика импульсов, элемент сравнения, подключенный входами к выходам преобразователей код - напряжение, реверсивный распределитель импульсов с дешифратором на выходе и преобразователи напряжение - ток* подключенные выходами к обмоткам шагового двигателя, отл ич ающ.е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, введены интегратор, источник опорного напряжения, дополнительный дешифратор, элемент ИЛИ и ключи по числу фаз двигателя, соединенные выходами с входами преобразователей напряжение - ток, управляющими входами - с выходами дешифратора распределителя импульсов, вход которого через элемент ИЛИ подключен к первому и среднему выходам дешифратора _с реверсивного счетчика, а аналоговые <g входы ключей подключены к источнику опорного напряжения и интегратору, соединенному своим входом с выходом элемента сравнения, причем другой преобразователь код - напряжение связан через дополнительный дешифратор с выходами младших разрядов кодового датчика положения.

   огееш ·· ns