SU1137443A2 - Устройство дл программного управлени @ -фазным шаговым двигателем - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПТ-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ по авт. св. № 1020800, о т л ичающеес  тем, что, с целью повышени  точности и качества управтлени  устройства, в него введены второй инвертор а также первый и второй элементы ИЛИ, причем выход переноса сумматора подключен к п рвому входу первого элемента ИЛИ и через первый инвертор - к первому входу второго элемента ИЛИ, дополнительный младший разр д второго счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй инвертор - со вторым входом второго элемента ИЛИ, а выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к соответствующим информационным входам мульS типлексоров.

Description

00

4ik 4

GO 1 Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  управлени  станками, оснащенными шаговыми приводами подач. По основному авт. св. № 1020800 известно устройство дл  программног управлени  W) -фазным шаговым двигателем , содержащее блок задани  программ, подключенный выходами че рез первый и второй счетчики к входам сумматора, первый инвертор и W мультиплексоров, выходы которых подключены к фазным обмоткам двигате л , , управл ющие входы соединены между собой и с выходами старших разр дов второго счетчика, выход перенос сумматора соединен с 1,2,3,т1-ым информационным входом соответствен ,но 2,3т, 1-го мультиплексоров а через инвертор - с 1 ,2,3... №-ым V информационным входом соответстве но . 1,2,3... т-го мультиплексоров, а третьи информационные входы мультиплексоров подключены к шине нулевого потенциала J Однако к этом устройстве линейнЪ ступенчато уменьшаетс  ток в одной фазе и одновременно увеличиваетс  в ;смежной фазах двигател . В результа этого развиваемый на валу момент в зонах основных положений ротора двига.тел  достигает номинального зн чени  М.,- а между этими положени ми постепенно уменьшаетс  до значени  Это приводит к неравномерно Г М,, сти распределени  моментов и недоиспользованию нагрузочных возможнос тей двигател , что снижает качество управлени  шаговым двигателем в целом . Кроме того, при управлении известным устройством число положений ротора получаетс  равным всего лишь числу уровней квантовани  тока в каждой из смежных фаз. Цель изобретени  - повышение точ ности и качества управлени  устройства путем увеличени  развиваемого на валу момента в зонах между основными положени ми ротора и удвоени  числа дробных положений ротора при неизменном числе уровней квантовани  тока в фазах. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены второй инвертор, а также первый и второй элементы ИЛИ, причем выход переноса сумматора под31 ключен к первому входу первого элемента ИЛИ и через первый инвертор к первому входу второго элемента ИЛИ, дополнительный младший разр д второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй инвертор - с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к соответствующим информационным входам мультиплексоров . На чертеже приведена функциональна  схема устройства дл  программного управлени  шаговым двигателем (4-х фазный вариант. Устройство содержит блок 1 задани  программ, первый и второй счетчиг ки 2 и 3, сумматор 4, первый инвертор ,5, мультиплексоры 6, фазные обмотки шагового двигател  7, первый и второй элементы ИЛИ 8 и 9, второй инвертор 10 и дополнительный младший разр д второго счетчика 11, Работа устройства дл  случа  управлени  четырехфазным шаговым двигателем, с числом уровней квантовани  происходит следующим образом. Тактова  последовательность импульсов с высокой частотой из блока 1 задани  программ непрерьшно поступает на вход первого двоичного счетчика 2, работающего на суммирование i До поступлеьш  из блока 1 в счетчик 3 первого низкочастотного импульса тактировани  устройство находитс  в исходном состо нии, при котором второй счетчик 3 находитс  в нулевом состо нии; На выходах переноса сумматора 4 и элемента ИЛИ 8 присутствуют нулевые, а на выходах инвертора 5 и элемента ИЛИ 9 - единичные потенциалы. На все управл ющие входы мультиплексоров 6 с выходов старших разр дов счетчика 3 поступают нулевые потенциалы, следовательно, выбираютс  их первые информационные входы. В таком состо нии устройства через первую фазу двигател  протекает номинальный токЗц всех остальных 7 фазах ток отсутствует. С поступлением из блока 1 задани  программ первого низкочастотного импульса на вход счетчика 3 в,него записываетс  цифра 1, в силу чего на выходе переноса сумматора 4 по вл ютс  высокочастотные импульсы со скважностью 8 (так как число уровней квантовани  токов выбрано ) и частотой fgbic ------, а на выходе ин8 вертора 5 - импульсы с той же частотой , но со скважностью 8/7. Так как старшие разр ды и дополнительный раз р д 11 счетчика 3 не мен ют свое состо ние , то на выходе элемента ИЛИ 9 присутствует единичный потенциал, а на выходе элемента ИЛИ 8 - высокочастотные импульсы со скважностью 8. При таком состо нии устройства через вторую фазу двигател  протекает ток равный При этом ток в первой фазе двигател  сохран е свое значение, равное tJ,, а в третьей и четвертой фазах токи, отсутствуют . Это приводит к тому, что ротор двигател  отрабатывает дробный шаг, равный т Ot -f F где Lg(g - величина основного шага двигател ; Р - коэффициент дроблени , причем . С приходом из блока 1 последующих низкочастотных тактовых импульсов во второй счетчик 3 поочередно записываютс  цифры с 2 по 7. При этом на выходах второго счетчика 3 {включа  и дополнительный разр д присутствую ют потенциалы логического нул  и выб раны первые информационные входы мультиплексоров 6. На выходе перенос сумматора 4 поочередно формируютс  импульсы со скважностью /88 8 8 2: 3 4 5 с В 8 а на выходе инвертора 5 - со 6 7Г Y8 8 8 8 8 скважностью V6 5 4 3 2 / как на выходе дополнительного разр да 11 второго счетчика 3 присутствует нулевой потенциал, то на выходе эла .мента ИЛИ 9 поддерживаетс  единичный потенциал, а на выходе элемента ИЛИ 8 поочередно формируютс  импульсы , аналогичные импульсам на выходе переноса сумматора 4. Это приводит к ступенчатому увели чению тока 2 3 4 , 5 ц 8 Н. 8 .N 8-« 8 Mi 6 - 7 8 Н 8 второй фазе двигател , а ток в первой фазе поддерживаетс  номинальным . В соответствии с этим ротор двигател  отрабатывает семь дробных шагов. Этим завершаетс  перва  1 часть цикла работы устрой8 ства. При поступлении очередного низкочастотного импульса в младшие разр ды счетчика 3 записываетс  цифра 8, При этом на выходе дополнительного разр да 11, т.е. четвертого разр да, будет присутствовать единичный потенциал , а на остальных - нулевые. Старшие разр ды счетчика 3 не измен ют свое состо ние и, следовательно, остаютс  выбранными первые информационные каналы мультиплексоров. На выходе переноса сумматора 4, как и в начале первой J части цикла, присутствует нулевой потенциал, а н- выходе инвертора 5 - единичный. Так : как НА выходе четвертого разр да второго счетчика 3 присутствует единичный потенциал, то на выходе элементов ИЛИ 8 и 9 также будет единичный потенциал . Это приводит к тому что через с первую и вторую фазы двигател  протекает ток равньй 3},., а в двух других - ток отсутствует. С поступлением очередных низкочастотных импульсов ток в первой фазе ступенчато уменьшаетс , а во второй - поддерживаетс  равным номинальному . В соответствии с этим, ротор двигател  отрабатывает дробные шаги. Этим завершаетс  втора  1/8 часть цикла, т.е. перва  четверть цикла. После достижени  младшими разр д .зми счетчика 3 цифры 15 в его старшие разр ды записываетс  цифра 1 и выбираютс  вторые информационные входы мультиплексоров. При этом во все младшие разр ды (включа  и дополнительный старший разр д 11 мпадших разр дов) записываетс  цифра 0 в силу чего через вторую фазу двигател  протекает ток, равный Ju а во всех остальных - ток отсутствует . Дальнейша  работа.устройства аналогична двум первым g част м цикла, лишь с той разницей, что в старшие разр ды счетчика 3 поочередно записываютс  числа 2,3 и т.д. В соответствии с этим поочередно выбираютс  соответствующие информационные входы мультиплексрров 6 и результируннций вектор электромагнитного пол  статора , а также ротор двигател  .перемещаютс  в соответствук цем направлении . Коэффициент пересчета старших разр дов счетчика Зпри числе фаз двигател  m равен четырем, а коэффиц ент пересчета остальных его разр дов равен 16, т.е. коэффициент дроблени  шага . Дл  m-фазного двигател  коэффициент Ъересчета второго счетчика 3 равен KC, P.m « 2N.m Таким образом, цифрой N определ  етс  количество уровней квантовани  токов в фазах двигател , коэффициент пересчета первого двоичного счетчик 2 и коэффихщеит пересчета младших разр дов счетчика 3 (без учета допол нительно введенного разр да младши разр дов}. Цифрой № определ етс  фазность двигател , количество мультиплексор количество информационных входов мультиплексоров и коэффициент пересче-,30

второго двоичнота старших разр дов го счетчика 3.

определенный технико-экономический эффект. Обратное направление вращени  ротора двигател  задаетс  блоком 1. При этом переводитс  в режим вычитани  только второй.счетчик 3. Коэффициент дроблени  основного шага двигател  можно изменить в широких переделах 2 - Р путем одновременного изменени  коэффициентов пересчета первого счетчика 2 и младших разр дов второго счетчика 3. При этом коэффициент пересчета старших разр дов второго счетчика 3 необходимо поддерживать равным числу ff,. Частота импульсов, подаваемых на вход счетчика 2, выбираетс  исход  из величины электромагнитной посто нной времени данного двигател . А частота импульсов, подаваемьйс на вход счетчика 3, выбираетс  в соответствии с требуемой скоростью вращени  ротора двигател . Таким образом, предлагаемое устройство , по сравнению с известным обладает тем преимуществом, что позвол ет повысить нагрузочную способность двигател , а также точность, плавность хода. При том же уровне квантовани  токов в фазах оно дает возможность получить вдвое больщее число дробных шагов, что обуславливает

4t

tea

«О

t

S

SJ

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПТ-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ по авт. св. № 1020800, о т л ич'ающе е с я тем, что, с целью повышения точности и качества управления устройства, в него введены второй инвертор, а также первый и второй элементы ИЛИ, причем выход переноса сумматора подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и через первый инвертор - к первому входу второго элемента ИЛИ, дополнительный младший разряд второго счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй инвертор - со вторым входом второго элемента ИЛИ, а выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к соответствующим информационным входам мультиплексоров. S

   1 1137443