SU1138919A1 - Device for controlling step motor - Google Patents

Device for controlling step motor Download PDF

Info

Publication number
SU1138919A1
SU1138919A1 SU833612503A SU3612503A SU1138919A1 SU 1138919 A1 SU1138919 A1 SU 1138919A1 SU 833612503 A SU833612503 A SU 833612503A SU 3612503 A SU3612503 A SU 3612503A SU 1138919 A1 SU1138919 A1 SU 1138919A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
key element
direct
source
Prior art date
Application number
SU833612503A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Павлович Мельничук
Владимир Ефимович Тонкаль
Юрий Иванович Дыхненко
Валерий Георгиевич Смолянинов
Original Assignee
Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН УССР filed Critical Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН УССР
Priority to SU833612503A priority Critical patent/SU1138919A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1138919A1 publication Critical patent/SU1138919A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее первый . ключевой элемент.,св зываюпц1й выход источника посто нного тока высокого напр жени  с одним зажимом фазы двигател , подключенным через разделиЮ тельный диод к выходу источника . посто нного тока низкого напр жени , второй ключевой элемент, св зывающий другой зажим фазы двигател , подключенный к разр дному диоду,с общей пивной источников высокого и низкого нар жений через датчик тока, соединенный выходом с первым входом компаратора , подключенного выходом к инверсному входу триггера, соединенного , пр мым входом с источником сигнала управлени , а пр мым выходом - с входом первого fcлючeвoгo элемента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы i шагового двигател  с пассивным ротором при измен ющейс  механической на (Л грузке, в него введен амплитудный детектор, сигнальный вход которого соединен с датчиком тока,, управл ющий вход подключен к .инверсному выходу триггераj а выход - к второму входу компаратора. :о эо ю A DEVICE FOR CONTROLLING A STEP ENGINE, containing the first. a key element. connecting a high voltage direct current source output to one motor phase terminal connected through a separate diode to the source output. direct current low voltage, the second key element connecting the other terminal of the motor phase connected to the discharge diode, with a common beer sources of high and low stress through a current sensor connected to the output of the first input of the comparator connected to the inverse trigger input connected to the direct input with the control signal source and the direct output with the input of the first key element, characterized in that, in order to increase the reliability of the i stepper motor with a passive rotor during for mechanical decoupling (A fire rate, introduced into it amplitude detector, a signal input coupled to the current sensor ,, control input connected to the output .inversnomu triggeraj and an output - to a second input of the comparator. about eo w

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  управлени  шаговыми двигател ми. Известно устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее датчик тока в цепи отрицательной обратной св зи по току, ключи, перекли чающие обмотки двигател  по сигналу обратной св зи с высокого напр жени  на низкое, и ключи, подключающие обмотки двигател  к источнику низкого напр жени , а также цепи переключени , состо щие из триггеров, элементов И и ИЛИ, инверторов и усилителей 1. Недостатком устройства  вл етс  низка  надежность при работе шагового двигател  на измен ющуюс механическую нагрузку на его валу, обуслов ленна  возможностью потери шага при увеличении нагрузки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устрой ство дл  управлени  шаговьм двигателем , содержащее первый ключевой элемент , св зывающий выход источника посто нного тока высокого напр жени  с одним зажимом фазы двигател , подключенным через разделительный диод к выходу источника посто нного тока низкого напр жени , второй ключевой элемент, св зывающий другой зажим фазы двигател , подключенный к разр дному диоду, с общей шиной источни . ков высокого и низкого напр жений . через датчик тока, соединенный выходом с nepBbiM входом компаратора, под ключенного выходом к инверсному входу триггера, соединенного пр мым вхо дом с источником сигнала управлени , а пр мым выходом - с входом первого ключевого элемента Zj . Однако период проводимости ключевого элемента, подключающего фазу двигател  к высокому напр жению, выбираетс  в соответствии с заданным моментом инерции шагового двигател  и механической нагрузки на его валу. Изменение механической нагрузки двигател  может привести к сбою при отработке шага, что снижает надежность работы двигател , так как датчик тока рассчитан на номинальную нагрузку Цель изобретени  - повьшюние надежности работы шагового двигател  с пассивным ротором при измен ющейс  механической нагрузке. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее первый ключевой элемент, св зьтающий выход источника посто нного тока высокого напр жени  с одним зажимом фазы двигател , подключенным через разделительный диод к выходу источника посто нного тока низкого напр жени  второй ключевой элемент, св зывающий другой зажим фазы двигател , подключенньй к разр дному диоду, с об1дей шиной источников высокого и низкого напр жений через датчик тока, соединенный выходом с первым входом компаратора , подключенного выходом к инверсному входу триггера, соединенного пр мым входом с источником сигнала управлени , а пр мым выходом с входом первого ключевого элемента, введен амплитудный детектор, сигналь ный вход которого соединен с датчиком тока, управл ющий вход подключен к инверсному выходу триггера, а выход - к второму входу компараторй. На фиг. 1 приведена схема устройства дл  управлени  одной фазой шагового двигател ; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений и токов на основных элементах схемы; на фиг. 3 - одна из возможных схем амплитудного детектора. Устройство содержит фазу 1 шагово гЪ двигател , первый ключевой элемент на транзисторе 2, второй ключевой элемент на транзисторе 3, резистивньй датчик А тока, источник 5 высокого напр жени , источник 6 низкого напр жени  и разделительный диод 7. Между общей точкой соединени  фазы 1 с транзистором 3 и источником 6 низкого напр жени  включена Цепь из диода 8 и резистора 9. Входна  шина 10 устройства подключена к пр мому входу триггера 11 через инвертор 12. Пр мой выход триггера 11 св зан с базой транзистора 2 через усилитель 13, а база транзистора 3 св зана с входной шиной 10 устройства через второй усилитель 14. Входна  шина 10 подключена к выходу источника сигнала управлени  (не показан). Амплитудный детектор 15 ft компаратор 16 образуют цепьотрицательной обратной св зи по току нагрузки. Временные диаграммы сигналов 17-24 на элементах схемы уст-ройства приведены на фиг. 2. Одна из возможных схем амплитудной го детектора 15 (фиг. 3) состоит из операционных усилителей 25 и 26, кон денсатора 27 и ключа 28. Входы 29 и 30 амплитудного детектора  вл ютс  соответственно сигнальным и управл ющим входами, а выход операцирнного усилител  26 - выходом 31 амплитудного детектора 15. Устройство работает следующим образом . Когда на входную шину 10 устройст ва управлени  поступает импульс 17 (фиг. 2) .управлени , инвертированный импульс 18 с выхода инвертора 12 перебрасьшает триггер 11 в состо ние обеспечивающее открывание транзистора 2, в результате чего транзисторы 2 и 3 открываютс  и по фазе 1 двигател  начинает протекать токовый сигнал 19, скорость нарастани  которогр определ етс  величиной источника 5 высокого напр жени . Ток в фазе шагового двигател  с пассивным ротором измен етс  по опре деленному закону, завис щему от пере мещени   кор  и изменени  магнитных параметров системы, причем уменьшени тока (tfl на фиг 2) соответствует отработке шага. Падение напр жени  на резистивном датчике 4 тока, пропорциональное току 19 фазы 1 двигате л , поступает на сигнальный вход 30 (фиг. 3) амплитудного детектора 15, служащегодл  запоминани  экстремума t, (фиг. 2) токового сигнала 19 и его хранени  на конденсаторе 27. В цепь обратной св зи амплитудного детектора 15 включен повторитель на операционном усилителе 26, уменьшающий погрешность детектировани , обусловленную напр жением смещени  нул  входными токами и конечным усилением операциойного усилител  25. Конденсатор 27 -зашунтирован ключом 28, например , транзистором, предназначенным дл  сброса значени  напр жени , хранимого в амплитудном детекторе 15 Вход 29 1а1юча 28  вл етс  управл ющим входом амплитудного детектора 15 Сигнал 21 с выхода 31 (фиг. 3) амплитудного детектора 15 поступает на второй вход компарать-ра 16, на первый вход которого приходит ййгнап с резистивного датчика 4 тока. Компа ратор 16 производит сравнение.мгновенных .значений напр жений на диаграмме сигналов 19 и 21. На выходе компаратора 16.формируетс  импульс 22, поступающий на инверсный вход триггера 11, возвраща  его в исходное состо ние, соответствующее закрытому состо нию транзистора 2. Одновременно сигнал 23 с инверсного выхода триггера 11 поступает на управл ющий вход амплитудного детектора 15 (на вход 219 ключа 28), разр жа  конденсатор 27 и отключа  отрицательную обратную св зь до прихода следующего запускающего импульса 17 на входную шину 10 устройства управлени . Транзистор 3 при этом остаетс  открытым и токовый сигнал 19 в фазе 1 поддерживаетс  источником 6 низкого напр жени . После прекращени  действи  входного импульса 24 закрываетс  транзистор 3 и токовый сигнал 1р в фазе 1 спадает до нул . I Ускорение процесса спада токового сигнала 19 в отключаемой обмотке 1 двигател  обеспечиваетс  цепью разр да , состо щей из диода 8 и резистора 9. ; Введение в отрицательную оЬратную св зь по току в предлагаемом устройстве амплитудного детектора позвол ет период проводимости транзистора 2, в течение которого к фазе двигател  прикладываетс  высокое напр жение источника 5, автоматически регулировать в зависимости от приложенной к валу двигател  механической нагрузки . Причем длительность форсированного импульса соответствует энергии, необходимой дл  перемещени  ротора на один шаг. Уменьшегме механ.иеской нагрузки приводит к более быстрой отработке шага и более раннему отклкзчен ш повышенного напр жени  (t. на диаграмме сигнала 20, фиг.2) Увеличение механической нагрузки приводит к увеличению продолжительности периода (0-t на диаграмме сигнала 20, фиг. 2) приложени  к фазе 1 повьшеиного напр жени . Таким образом, изобретение уменьшает потери в двигателе и повышает надежность его работы при измен ющейс  нагрузке на его валу.The invention relates to electrical engineering, namely, devices for controlling stepper motors. A device for controlling a stepper motor, comprising a current sensor in a negative current feedback circuit, keys that connect the motor windings on the feedback signal from high to low voltage, and keys that connect the motor windings to a low voltage source, and also switching circuits consisting of triggers, elements AND and OR, inverters and amplifiers 1. The drawback of the device is the low reliability when the stepper motor operates on varying mechanical load on its shaft, caused by possibility of loss of step when the load increases. The closest to the invention in its technical essence is a device for controlling a step motor, comprising a first key element connecting the output of a high voltage direct current source to a single motor phase terminal connected through a separation diode to the output of a low voltage direct current source The second key element connecting the other motor phase terminal connected to the discharge diode to the common source bus. high and low voltages. through a current sensor connected by the output to the nepBbiM input of the comparator, connected by an output to the inverse input of the trigger, connected directly to the control signal source, and the direct output to the input of the first key element Zj. However, the conduction period of the key element connecting the motor phase to a high voltage is chosen in accordance with a given moment of inertia of the stepper motor and the mechanical load on its shaft. A change in the mechanical load of the motor can lead to a failure in the development of a step, which reduces the reliability of the engine, since the current sensor is rated for a nominal load. The goal is achieved in that a device for controlling a stepper motor, comprising a first key element connecting the high voltage direct current source output to one motor phase terminal, connected via a separation diode to the low voltage direct current source output connecting the other terminal of the motor phase, connected to the discharge diode, with the high-voltage and low-voltage busbars through the current sensor connected to the output of the first comparator output connected by an output to an inverted trigger input connected by a direct input to a control source and a direct output to an input of the first key element, an amplitude detector is inputted, a signal input of which is connected to a current sensor, a control input connected to the inverted output of a trigger, and exit - to the second entrance of the comparator. FIG. 1 shows a diagram of a device for controlling one phase of a stepper motor; in fig. 2 - time diagrams of voltages and currents on the main circuit elements; in fig. 3 - one of the possible schemes of the amplitude detector. The device contains a phase 1 stepwise motor voltage, the first key element on transistor 2, the second key element on transistor 3, resistive current sensor A, high voltage source 5, low voltage source 6 and separation diode 7. Between the common junction point 1 transistor 3 and low voltage source 6 is enabled. The circuit from diode 8 and resistor 9. Device input bus 10 is connected to the forward input of trigger 11 through an inverter 12. Direct output of trigger 11 is connected to the base of transistor 2 through amplifier 13, and the base of transistor 3 a bus coupled to the input device 10 through the second amplifier 14. The input bus 10 is connected to the output of control signal source (not shown). The amplitude detector 15 ft comparator 16 forms a negative current feedback circuit for the load current. Timing diagrams of signals 17-24 on the elements of the device circuit are shown in FIG. 2. One of the possible schemes for the amplitude detector 15 (FIG. 3) consists of operational amplifiers 25 and 26, capacitor 27 and switch 28. Inputs 29 and 30 of the amplitude detector are the signal and control inputs respectively, and the output of operational amplifier 26 - output 31 of the amplitude detector 15. The device operates as follows. When a pulse 17 arrives at the input bus 10 of the control device (Fig. 2). The inverted pulse 18 from the output of the inverter 12 flips the trigger 11 into the opening opening state of transistor 2, causing the transistors 2 and 3 to open in motor 1 a current signal 19 begins to flow, the rate of rise of which is determined by the magnitude of high voltage source 5. The current in the phase of a stepper motor with a passive rotor varies according to a certain law, depending on the movement of the core and changes in the magnetic parameters of the system, and the decrease in current (tfl in Fig. 2) corresponds to the development of the step. A voltage drop across a resistive current sensor 4, proportional to the current 19 of the phase 1 motor, is fed to the signal input 30 (Fig. 3) of the amplitude detector 15, which serves to memorize the extremum t, (Fig. 2) of the current signal 19 and its storage on the capacitor 27 The feedback circuit of the amplitude detector 15 includes a repeater on the operational amplifier 26, which reduces the detection error caused by the bias voltage zero input currents and the final amplification of the operational amplifier 25. The capacitor 27 is biased by key 28, for example This transistor is designed to reset the voltage stored in the amplitude detector 15. The input 29 of the 28 is the control input of the amplitude detector 15 The signal 21 from the output 31 (Fig. 3) of the amplitude detector 15 is fed to the second input of the comparator 16, To the first input of which comes a resistor from a resistive sensor 4 current The comparator 16 compares the instantaneous voltage values in the signal diagram 19 and 21. At the output of the comparator 16. a pulse 22 is formed, which arrives at the inverse input of the trigger 11, returning it to the initial state corresponding to the closed state of the transistor 2. At the same time 23 from the inverted trigger output 11 is fed to the control input of the amplitude detector 15 (to the input 219 of the switch 28), discharging the capacitor 27 and disconnecting the negative feedback before the next trigger pulse 17 arrives at the input bus 10 of the devices control. The transistor 3 remains open and the current signal 19 in phase 1 is supported by a low voltage source 6. Upon termination of the input pulse 24, the transistor 3 closes and the current signal 1p in phase 1 drops to zero. I Acceleration of the decline of the current signal 19 in the switchable winding 1 of the motor is provided by a discharge circuit consisting of a diode 8 and a resistor 9.; Introduction to negative current coupling in the proposed amplitude detector device allows the conduction period of transistor 2, during which a high voltage of source 5 is applied to the motor phase, automatically adjusted depending on the mechanical load applied to the motor shaft. Moreover, the duration of the forced pulse corresponds to the energy required to move the rotor one step. Reducing the mechanical load leads to faster working out of the step and earlier disconnecting the increased voltage (t. On the signal diagram 20, figure 2). An increase in the mechanical load leads to an increase in the duration of the period (0-t in the signal diagram 20, fig. 2) application to phase 1 of an overvoltage voltage. Thus, the invention reduces engine losses and increases the reliability of its operation under varying load on its shaft.

17 W17 W

VV

АЛAL

VV

nn

tyttyt

Фиг.гFigg

.J.J

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее первый . ключевой элемент.,связывающий выход источника постоянного тока высокого напряжения с одним зажимом фазы двигателя, подключенным через раздели- тельный диод к выходу источника . постоянного тока низкого напряжения, второй ключевой элемент, связывающий другой зажим фазы двигателя, подключенный к разрядному диоду,'с общей ш^ной источников высокого и низкого напряжений через датчик тока, соединенный выходом с первым входом компаратора, подключенного выходом к инверсному входу триггера, соединенного, прямым входом с источником сигнала управления, а прямым выходом - с входом первого ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы шагового двигателя с пассивным рото- § ром при изменяющейся механической нагрузке, в него введен амплитудный детектор, сигнальный вход которого соединен с датчиком тока,, управляющий вход подключен к инверсному выходу триггера; а выход - к второму входу компаратора.DEVICE FOR CONTROLLING A STEP ENGINE, containing the first. a key element. that connects the output of a high voltage direct current source with one motor phase clamp connected via a diode to the source output. DC low voltage, the second key element connecting the other terminal of the motor phase connected to the discharge diode, 'with a common bus of high and low voltage sources through a current sensor connected to the output of the first input of the comparator, connected to the inverse input of the trigger connected direct input with a control signal source, and direct output with the input of the first key element, characterized in that, in order to increase the reliability of the stepper motor with a passive rotor with changing mechanical load, an amplitude detector is introduced into it, the signal input of which is connected to a current sensor, the control input is connected to the inverse output of the trigger; and the output goes to the second input of the comparator. Фиг.1Figure 1 1 1138911 113891
SU833612503A 1983-06-30 1983-06-30 Device for controlling step motor SU1138919A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833612503A SU1138919A1 (en) 1983-06-30 1983-06-30 Device for controlling step motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833612503A SU1138919A1 (en) 1983-06-30 1983-06-30 Device for controlling step motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1138919A1 true SU1138919A1 (en) 1985-02-07

Family

ID=21070993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833612503A SU1138919A1 (en) 1983-06-30 1983-06-30 Device for controlling step motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1138919A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 173891, кл. Н 02 Р 8/00, 1980. 2. Луценко В.Е., Рубцов В.П. Элект ропривод с шаговыми двигател ми (Итоги науки и техники). В кн: Электропривод, и автоматизаци промьшшенных установок, т.6, М., ВИНИТИ, 1978, с. 59. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4150411A (en) Ground fault circuit interrupter utilizing a single transformer
US3944888A (en) Selective tripping of two-pole ground fault interrupter
KR940004923A (en) Control system for motors and inductive loads
US3590334A (en) Static economizer circuit for power contactors
US4774443A (en) Driving mechanism for a switch
SU1138919A1 (en) Device for controlling step motor
US4494049A (en) Commutating device for an electric motor supplied from a d-c voltage source
US6111736A (en) Static relay with condition detecting
US3513332A (en) Polyphase power interruption apparatus including bidirectional semiconductors
US4477758A (en) Stepping motor overcurrent detection and protection device
US4021719A (en) Protective circuit for static inverter
KR910005246B1 (en) Device which displays hindrances
US3678361A (en) Starting control for an a.c. electric motor device
JPH0145823B2 (en)
SU1472888A1 (en) Stabilized power supply
SU705637A1 (en) Device for controlling a step motor
SU1118559A1 (en) Device for remote control of printing machine members
SU1221708A1 (en) Device for controlling step motor with star phase connection
SU1522386A1 (en) Generator of magnetic scanning
SU1179301A1 (en) Stabilizing source of electric power
GB2097205A (en) Control system for a DC motor
SU1156239A1 (en) Power amplifier with protection
RU2031010C1 (en) Device to reveal skidding of wheelsets of diesel locomotive with traction motors connected in series
SU1714692A1 (en) Device for control of electromagnetic apparatus
SU1377947A1 (en) Device for limited starting current of secondary power supply source