SU1108601A1 - Дискретный электропривод со стабилизацией скорости - Google Patents

Abstract

ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ СКОРОСТИ, содержащий шаговой двигатель с датчиком шагов, ключ, коммутатор, блок управлени , частотный измеритель скорости, состо щий из последовательно соединенных генератора, формировател  временного интервала и счетчика, счетный вход которого соединен с входом ключа, задатчик скорости и схему сравнени . первые входы которой соединены с выходами задатчика скорости, вторые входы - с выходами счетчика, а выходы схемы сравнени  соединены с входами блока управлени , который соединен с первым входом формировател  временного интервала, отличающийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей привода путем обеспечени  шагового режима и упрощени  устройства, в него введены тактируемый реверсивный счечтик, блок переключени  и дополнительный управл емьй формирователь временного интервала , управл ющие входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика,сигнальный вход - с выходом генератора,а выход - с первым входом блока переключени , второй вход которого соединен с датчиком шагов, а выход - с входом ключа, причем счетные входы реверсивного счетчика соединены с выходами схемы сравнени , а тактирующий вход счетчика - с первым выходом основного формировател  вре00 менного интервала. Од

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводам с шаговыми двигател ми, например дл  управлени  от ЭВМ объектами, тре бующими высокостабильных скоростей вращени  в широком диапазоне их зада ни  в виде цифровых кодов. Известен электропривод, содержащи шаговый двигатель, блок управлени  с преобразователем импульсов, задатчик импульсов, счетчик и датчик подо жени , работающий в широком диапазоне скоростей вращени  за счет реализации двух режимов работы: режима самокоммутации (режим бесконтактного двигател  посто нного тока) и шагово го режима (в диапазоне низких скорос тей и фиксации ротора) С13. Недостатками указанного привода  вл ютс  необходимость подключени  к нему коДоуправл емого внешнего генер тора дл  управлени  скоростью в шаго вом режиме, а также невозможность ре гулировани  и стабилизации скорости в режиме самокоммутации, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  дискретньй электропривод, содержащий шаговый двигатель с блоком управлени ,блоком режимов работы и датчиком шагов, обе печивающими работу шагового двигател  в режиме фиксации и в режиме бесконтактного двигател  посто нного тока со стабилизацией скорости по релейному закону Г2;, Недостатком данного электропривод  вл етс  невозможность работы привода в шаговом режиме. Цель изобретени  - расширение функциональных возможн остей привода путем обеспечени  шагового режима и упрощение устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в дискретный электропривод со стабилизацией скорости, содержащий шаговый двигатель с датчиком шагов, ключ, коммутатор, блок управлени , частотный измеритель скорости, сое- то пщй из последовательно соединенных генератора, формировател  времен ного интервала и счетчика, счетный вход которого соединен с входом ключа , задатчик скорости и схему сравны с выходами задатчика скорости, вторые входы - с выходами счетчика, а выходы схемы сравнени  соединены с входами блока управлени , который 1 12 соединен с первым выходом формировател  временного интервала, введены тактируемый реверсивный счетчик, блок переключени  и дополнительный управл емьй формирователь временного интервала, управл ющие входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, сигнальный вход - с выходом генератора, а выход - с первым входом блока переключени , второй вход которого соединен с датчиком шагов, а вьпсод - с входом ключа, причем счетные входы реверсивного счетчика соединены с выходами схемы сравнени , а тактирующий вход счетчика - с первым выходом основного формировател  временного интервала. На фиг, 1 изображена функциональна  схема электропривода} на фиг, 2 схема формировател  временных интервалов} на фиг, 3 - схема блока управлени ; на фиг, 4 - схема реверсивного счетчика и управл емого формировател  временного интервала, В состав дискретного электропривода (фиг, 1) вход т шаговый двигатель 1 с укрепленным на валу датчиком 2 шагов, коммутатор 3, выходы которого св заны с блоком управлени  4, частотный измеритель 5 скорости, состо щий из генератора 6,формировател  7 временного интервала и счетчика 8, выходы которого соединены со схемой 9 сравнени , св занной с выходами задатчика 10 скорости, блок 11 переключени , выход которого соединен с ключем 12, и управл емый формирователь 13 временного интервала, выход которого соединен с блоком 11 переключени , а входал - с выходами реверсивного счетчика 14, Формирователь 7 временного интервала (фиг, 2) представл ет собой синхронизированный делитель частоты, состо щий из счетчика 15 и задатчика 16кода коэффициента делени , выходы которых соединены с входами схемы 17сравнени , триггера 17, установочный вход которого соединен с выходом схемы 17 -сравнени  а сбрасывающий вход - с выходом схемы 19 совпадени . Блок 4 управлени  (фиг, 3) состоит из триггера 20 со схемами 21 и 22 совпадени  на входах, трех схем 23, 24 и 25 совпадени , управл ющих ключами 26, 27 и 28, к входам которых подключен источник питани  29, Реверсивный счетчик 14 (фиг, 4) состоит из собственно реверсивного счетчика 30 и двух схем 31 и 32 совпадени  на его входах. Управл емый формирователь 13 временного интервала (фиг, 4) выполнен аналогично формирователю 7 и состоит из счетчика 33, выходы которого соединены с входами схемы 34 сравнени , триггера 35 установочный вход которого св зан с выходом схемы ЗА сравнени , а сбрасывающий вход - с выходом схемы 36 совпадени . Электропривод работает следующим образом. Возможны два режима работы электропривода: режим самокоммутации (рёжим бесконтактного двигател  посто н ного тока) и шаговый режим. Режим работы определ етс  сигналом, поступающим по шине Шаг на блок 11 пере ключений и на блок 4 управлени . При работе в области высоких скоростей вращени  по шине Шаг подают сигнал, перевод щий шаговый двигатель 1 в режим самокоммутации путем подключени  датчика 2 шагов через блок 11 переключени  к входу коммута тора 3 и входу частотного измерител  5 скорости. При подаче сигнала Пуск ключ 12 замыкаетс , через него сигнал с датчика 2 шагов проходит на коммутатор 3, который реализует требуемый зако коммутации фаз двигател  1 посредством ключей 26, 27 и 28, число которы определ етс  числом фаз двигател . Датчик шагов 2 вьдает сигнал на каждый шаг двигател  1, выполн   тем самым совместно с коммутатором 3 рол коллектора двигател  посто нного тока . Двигатель 1 начинает разгон тьс  в режиме бесконтактной машины посто нного тока. Импульсы с датчика 2 шагов через блок 11 переключени  подаютс  также на счетчный вход счетчика 8 и синхр низирующий вход формировател  7 временного интервала частотного измерите л  скорости 5. Измерение текущего значени  скорости производитс  путем подсчета числа импульсов датчика 2 шагов счетчика 8 за эталонный интервал времени формировател  7 временного интервала. Формирователь 7 временного интерв ла представл ет собой делитель часто ты с синхронизацией начала циклов де лени  внешней частоты. Частотный сиг нал с опорного генератора 6 поступает на вход счетчика 15. Нарастаю1ций код на выходе счетчика 15 сравниваетс  схемой 17 сравнени  с кодом, определ ющим коэффициент делени  с за датчика 16 кода. В момент равенства кодов схема 17 сравнени  вьфабатЬшает сигнал Опрос, устанавливающий триггер 18 в единичное состо ние и разрещающий запись результата сравнени  с выходов схемы 9 сравнени  в блок 4 управлени . Сигнал с выхода триггера 18 поступает на схемы 19 совпадени  и при поступлении следующего после момента равенства сигнала с выхода блока 11 переключени  на выходе схемы 19 совпадений по вл етс  сигнал, который обнул ет счетчик 15 и счетчик 8 и перебрасьгеает триггер 18 в нулевое состо ние. После этого цикл измерени  частоты повтор  Код текущего значени  скорости с выхода счетчика 8 поступает на вторые входы схемы 9 сравнени , на первые входы которой поступает код заданной скорости с датчика 10 скорости . Результат сравнени  с выхода схемы сравнени  поступает через схемы 21 и 22 совпадений на соответствующие входы триггера 20 блока 4 управлени . Во врем  разгона двигател  до заданного значени  скорости со схемы 9 сравнени  через схему 22 совпадени  в момент выдачи сигнала Опрос с формировател  временного интервала 7 на вход триггера 20 поступает сигнал N + N 3, устанавливающий триггер 20 в единичное состо ние. С выхода триггера 20 на схемы 23, 24 и 25 совпадени  подаетс  сигнал, который разрешает прохождение через эти схемы сигналов с коммутатора 3 на управл к дие входы ключей 26, 27 и 28, подключающих фазы двигател  1 к источНИКУ питани  29. После достижени  заданного значени  скорости через схему 21 совпадени  со схемы 9 сравнени  поступает сигнал, перебрасьгеающий триггер 20 в нулевое положение. При этом сигналы с коммутатора 3 перестают поступать на управл ю1дие входы ключей 26, 27 и 28 через открытые схемы совпадений 23, 24 и 25, вследствие чего начинаетс  торможение. . Таким образом осуществл етс  работа двигател  в режиме бесконтактного двигател  посто нного тока со

стабилизацией скорости по релейному закону.

При переходе на шаговый режим работы на шину Шаг подаетс  сигнал, по которому блок 11 переключени  отключает выход датчика 2 шагов, а вместо иего пoдк пoчaeт выход управл емого формировател  13 временного интервала . В формирователе 13 код счетЧика 33 сравниваетс  схемой ЗА сравнени  с управл ющим кодой, в момент равенства счетчик 33 обнул етс , причем момент обнулени  синхронизируетс  с внешней частотой при помощи триггера 35 и схемы совпадени  36.

Частотный измеритель 5 скорости измер ет частоту следовани  импульсов на входе управл емого формировател  13 временного интервала аналогично процессу измерени  частоты с датчика 2 щагов. Результат сравнени  измеренного значени  частоты и заданного значени  скорости поступает на входы схем 3f и 32 совпадени  тактируемого реверсивного счетчика 14 и в момент формировани  сигнала Опjpoc с формировател  временного интервала 7 происходит на соответствующие суммирующий и вычитающий входы счетчика 30. При значении измеренной частоты меньше заданного значени  скорости сигнал NT N.jC вьпвода схемы 9 сравнени  через схему 31 совпадени  поступает в момент по влени  тактирую- что

щего сигнала Опрос на вычитающий вход счетчика 30, уменьша  тем самым с каждым циклом измерени  частоты код коэффициента делени  в формирователе 13 временного инвервала, т.е увеличива  значение частоты на его вьпсоде.

Если измер ема  частота выше заданного значени , то с выхода схемы

19 сравнени  сигнал

N,

N3 через схему 32 совпадени  поступает на суммирующий вход счетчика 30, увеличива  тем самым коэффициент делени  и снижа  частоту на выходе управл емого формировател  13 временного интервала . Таким образом осуществл етс  процесс стабилизации частоты, поступающей на вход коммутатора 3, а следовательно , и процесс стабилизации скорости двигател  1 в шаговом режиме .

Устройство реализует работу двигател  как в режиме бесконтактного двигател  посто нного тока, так и в шаговом режиме. Причем шаговый режим реализуетс  без подключени  внешнего кодоуправл емого генератора путем реализации такого генератора имеющимис  функциональными узлами за счет введени  новых св зей между ними, большинство из которых входит в структуру системы стабилизации скорости при работе в режиме бесконтактного двигател  посто нного тока. упрощает схему управлени .

Wat

фиг. г

Claims (1)

1. ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ СКОРОСТИ, содержащий шаговой двигатель с датчиком шагов, ключ, коммутатор, блок управления, частотный измеритель скорости, состоящий из последовательно соединенных генератора, формирователя временного интервала и счетчика, счетный вход которого соединен с входом ключа, задатчик скорости и схему сравнения, первые входы которой соединены с вы ходами задатчика скорости, вторые входы - с выходами счетчика, а выходы схемы сравнения соединены с входами блока управления, который соединен с первым входом формирователя временного интервала, отл'ичающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей привода путем обеспечения шагового режима и упрощения устройства, в него введены тактируемый реверсивный счечтик, блок переключения и дополнительный управляемый формирователь временного ин тервала, управляющие входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика,сигнальный вход - с выходом генератора,а выход - с первым входом блока переключения, второй вход которого соединен с датчиком шагов, а вы- а

   ход - с входом ключа, причем счетные входы реверсивного счетчика соединены с выходами схемы сравнения, а тактирующий вход счетчика - с первым выходом основного формирователя временного интервала.

   1098011

   1108601 2