SU1591180A1

SU1591180A1 - Устройство для управления шаговым двигателем

Info

Publication number: SU1591180A1
Application number: SU884612644A
Authority: SU
Inventors: Nikolaj N Rarog
Original assignee: Nikolaj N Rarog
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-09-07

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионном дискретном ^лектро2

приводе. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности движения. Устройство содержит реверсивный счетчик 1, преобразователь 2 код-аналог, блок 7 управления, распределитель 3 импульсов, пары ключей 4 и стабилизаторы тока 5. Устройство управляет шаговым двигателем в трех режимах: плавного движения к заданной точке с дроблением шага; плавного разгона и торможения и движения по целым шагам; разгона и движения по целым шагам и останова с заданием тока в фазах, соответствующим конечной точке · перемещения. 3 ил.

е·

кА

сл

00

о

3

1591180

4

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в прецизионном дискретном электроприводе.

Цель изобретения состоит в увеличении момента, быстродействия и точности движения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы! его работы; на фиг. 3 схема блока управления.

Устройство для управления шаговым двигателем (фиг. 1) содержит реверсивный счетчик 1, выходы которого · соединены! с входами преобразователя 2 код - аналог, реверсивный распределитель 3, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 4, выходы которых попарно соединены и подключены к входам стабилизаторов 5 тока, выходы которых подключены к фазам 6 шагового двигателя, блок 7 управления, первые выходы 8 и 9 направления. счета которого подключены к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика 1-, вторые выхода 10 и 11 направления движения - к входам прямого и 'обратного движения реверсивного распределителя 3, выход 12· реверса - к входу .реверса этого распределителя, первые входы 13 и 14 переключения - к выходам "Заем" и "Перенос" реверсивного счетчика 1. Входы 15 - 17 блока управления являются входами устройства. Сигнальные входы первых в парах ключей 4 соединены с выходом преобразователя 2 код аналог, сигнальные входы вторых ключей 4 - с источником'18 опорного напряжения, а реверсивный счетчик 1 дополнительно имеет входы предварительной установки.

Блок 7 управления содержит элементы 2К-НЕ 19 и 20, первые входы которых соединены с первыми входами элементов 2И-2ИЛИ-НЕ 21 и 22 и подключены соответственно к вторым входам 15 и 16 блока 7 управления, вторые их входы соединены с входом инвертора 23 и подключены к второму входу 17 блока 7 управления, а выходы - к входам элемента 2НЕ-ИЛИ 24 и к входам триггера 25, выход элемента 2НЕ-ИЛИ 24 подключен' к входу одновибратора 26, выход которого подключен к первым входам элементов 2Й-НЕ 27 и 28. Выходы последних подключены соответственно к первым выходам 8 и 9 блока 7 управления, прямой выход триггера 25 ’ соединен с первым входом элемента 2И-НЕ 29 и вторым входом элемента 2И-2ИЛЙ-НЕ 21, а его инверсный выходс вторыми входами элементов 2И-НЕ 29 и 2И-2ИЛИ-НЕ 22, третьи входы элементов 2И-2ИЛИ-НЕ 21 и 22 соединены с выходами инвертора 23 и третьим выходом 12 блока 7 управления, четвертые входы - с выходом одновибратора 30, а выходы - соответственно с вторыми выходами 10 и 11 блока 7 управления, первый вход одновибратора 30 соединен с выходом элемента 2И-НЕ 29 и с .первым входом триггера 31, второй и третий входы которого соединены соответственно с первыми входами 13 и 14 блока 7 управления и с входами элемента 2НЕ-ИЛИ 32, выход которого соединен с вторым входом одновибратора 30, причем инверсный выход триггера 31 соединен с его четвертым входом и с вторым входом элемента 2И-НЕ 28,

"а прямой выход - с вторым входом элемента 2И-НЕ 27.

' Устройство работает следующим образом.

В зависимости от предъявляемых требований к плавности движения и инерционности шагового двигателя устройство может работать в трех режимах: в режиме плавного движения к заданной точке с дроблением шага; в режиме плавного разгона и торможения в заданной точке с дроблением шага и движения по целым шагам и в режиме разгона и движения по целым шагам и останова в заданной точке после отработки последнего шага, заданием тока в фазах, соответствующего точке перемещения .

При работе в режиме плавного движения к заданной точке с дроблением шага тактирующие импульсы (фиг. 2а) поступают на один из вторых входов 15 или 16 (условное движение' вперед или назад) блока 7 управления и с первых выходов 8 или 9 этого блока на входы прямого или обратного счета реверсивного счетчика 1. По поступлении с выходов реверсивного счетчика 1 сигналов "Заем" или "Перенос" на первые входы 13 или 14 блока 7 управления происходит поочередное переключение · выдачи тактирующих импульсов на первые выходы 9 или 8 блока 7 управления 'так, что реверсивный счетчик 1 поочередно слагает до появления сиг⁵ 159

нал "Перенос" или вычитает до появления сигнала "Заем", в соответствии, с этим напряжение на выходе преобразователя 2 код - аналог поочередно возрастает или убывает. По поступлении сигналов "Заем" или "Перенос"на указанные входы блока 7 управления происходит также вьщача импульсов с второго выхода 10 блока 7 управления на вход прямого движения реверсивного распределителя 3 (при условном движении вперед) йли с второго выхода 11 блока 7 управления на вход обратного счета этого же распределителя (при условном движении назад). В случае управления четыре.хфазным шаговым двигателем временные диаграммы токов в фазах 6 имеют вид, изображенный на фиг. 2б-д, при этом ток одновременно протекает по трем из этих фаз, причем по двум из них он задается от источника 18 опорного напряжения, а по одной - от преобразователя 2 код - аналог .

При работе в режиме плавного разгона и торможения в заданной точке с дроблением шага и движения по целым шагам на участках разгона и торможения устройство осуществляет управление шаговым двигателем с дроблением шага, а в интервале между ними - по целым шагам. По окончании разгона на второй вход 17 блока 7 управления подается сигнал, запрещающий прохождение тактовых импульсов, поступающих на второй вход 15 или 16 этого блока, на его первые выходы 8 или 9 и разрешающий их прохождение с его вторых выходов 10 или 11 на вход прямого или обратного счета реверсивного пасппелелителя 3. По сигналу, поступившему на второй вход 17 блока 7 управления, в этом блоке вырабатывается такжесигнал, поступающий с его третьего выхода 12 на вход управления реверсивного распределителя 3, запрещающий выдачу кодов на управляющие входы первых в парах ключей 4 и разрешающий выдачу этих'же кодов на управляющие входы вторых ключей 4 этих пар, и устройство осуществляет управление шаговым двигателем до участка торможения без дробления шага.

При переходе на участок торможения сигнал с второго входа 17 блока 7 управления снимается и устройство осуществляет управление шаговым двигателем до остановки аналогично режи1180 ⁶

му движения к заданной точке с дробле нием шага. Временные диаграммы работы устройства в этом режиме, в случае

5 управления четырехфазным шаговым двигателем, представлены на фиг. 2е-к, где на фиг, 2е - тактирующие импуль- . сы, поступающие на второй вход 15 или 16 блока управления, на фиг.2ж-к

Ю токи в фазах 6 шагового двигателя.

При работе в третьем режиме сигнал на второй вход 17 блока 7· управления подается до поступления тактовых импульсов на второй вход 15 или

15 16 этого же блока. Затем в реверсивный счетчик 1.через его входы предварительной установки записывается код, соответствующий конечной точке перемещения . Одновременно с записью этого

20 кода на второй вход 15 или 16 блока 7 управления начинают поступать тактовые импульсы и устройство осуществляет управление шаговым двигателем без дробления шага, аналогично режи25 му между участками разгона и торможения .

После отработки последнего целого шага сигнал с второго входа 17 блока 7 управления снимается, этим 30 самым снимается сигнал с третьего выхода 12 блока 7 управления и разрешается выдача кодов с выходов реверсивного распределителя 3 на управляющие входы первых в парах ключей 4, При 35 этом ток в одной из фаз 6 шагового двигателя задается кодом, записанным в реверсивный счетчик 1, через преобразователь 2 код - аналог и стабилизатор 5 тока, а в остальных п-1 фа40 зах 6 - от источника 18 опорного напряжения и стабилизатора 5 тока. Временные диаграммы работы устройства в этом режиме, в случае упрзвлания четырехфазным шаговым двигателем,

45 представлены на фиг. 2л-п, где на фиг. 2л - тактирующие импульсы, поступающие на второй вход 15 или 16 блока 7 управления, на фиг. 2ы~п токи в фазах 6 шагового двигателя.

50

Таким образом, изобретение позволяет, увеличить момент в 2 раз путем одновременного включения трех фаз, увеличить быстродействие: в 55 1.5 раза при работе в режиме плавного движения к заданной точке с дроблением шага и в 2 раза - в остальных режимах; а также в 1,5 раза увеличить точность движения путем сокращения

7

1591180

8

количества элементов в токозадающих цепях и обеспечения возможности работы в трех режимах.

Claims

Формула изобретения 5

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник опорного напряжения, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами ю преобразователя код - аналог, реверсивный распределитель, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, попарно подключенных выходами к входам стабилизаторов тока, выхо-15 дами подключенных к фазам шагового двигателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения момента,

быстродействия и точности движения, введен блок управления, выходы направления счета которого подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выходы "Заем" и "Перенос" которого подключены к входам переключения блока управления, выходы направ· ления движения которого соединены с соответствующими входами реверсивного распределителя, вход режима движения которого подключен к соответствующему выходу блока управления, сигнальные входы первых ключей в парах соединены с выходом преобразователя код - аналог, сигнальные входы вторых ключей в тех же парах - с источником опорного напряжения.

е ΙΙΙΙ1ΙΙΙΙ I I 1111

Фиг.2

1591180