SU1642579A1 - Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof - Google Patents

Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof Download PDF

Info

Publication number
SU1642579A1
SU1642579A1 SU874333983A SU4333983A SU1642579A1 SU 1642579 A1 SU1642579 A1 SU 1642579A1 SU 874333983 A SU874333983 A SU 874333983A SU 4333983 A SU4333983 A SU 4333983A SU 1642579 A1 SU1642579 A1 SU 1642579A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
windings
outputs
rotor
Prior art date
Application number
SU874333983A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Анатольевич Заварухин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3070
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 Предприятие П/Я А-3070 filed Critical Предприятие П/Я А-3070
Priority to SU874333983A priority Critical patent/SU1642579A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1642579A1 publication Critical patent/SU1642579A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

Изобретени  относ тс  к электротехнике , в частности к электрическим приводам шаговых двигателей систем управлени  и регулировани . Цель изобретени -экономи  электроэнергии. Способ состоит в том, что вх при очередном подключении обмоток на каждом шаге к источнику питани  и уменьшении тока после выполнени  половины шага дополнительно отключают все обмотки на врем  сто нки, а при отклонении ротора от фиксированного положени формируют импульс тока коррекции в об мотках, включенных на последнем шаге. Устройство содержит генератор 6 импульсов, вырабатывающий импульсы различной длительности на двух выходах, RS-триггер 7, управл емый по сигналам импульсного датчика 5 с двум  выходами, на которых по вл ютс  сигналы окончани  шага и полушага, и логические элементы, обеспечивающие прохождение импульсов с одного из выходов генератора 6 на входы усилителей 3. 2 с. п. ф-лы, 3 ил. ЁThe invention relates to electrical engineering, in particular to electric drives of stepper motors of control and regulation systems. The purpose of the invention is to save electricity. The method consists in that, at the next connection of the windings at each step to the power source and reduction of the current after the half step is completed, all windings are additionally disconnected for the standing time, and when the rotor deviates from a fixed position, a correction current pulse is generated in the windings turned on the last step. The device contains a pulse generator 6, generating pulses of different duration on two outputs, an RS flip-flop 7 controlled by signals from a pulse sensor 5 with two outputs, on which pitch and half-step signals appear, and logic elements ensuring the passage of pulses from one from the outputs of the generator 6 to the inputs of the amplifiers 3. 2 p. n. f-ly, 3 ill. Yo

Description

ОABOUT

ьs

N:N:

CJCJ

vv

ч:h:

Изобретение относитс  к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе.The invention relates to the control of electric machines and can be used in a discrete electric drive.

Цель изобретени  - экономи  электроэнергии .The purpose of the invention is to save energy.

Реализаци  способа рассматриваетс  на примере работы устройства.The implementation of the method is considered on the example of the operation of the device.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 -диаграмма его работы; на фиг, 3 - циклограмма работы импульсного датчика.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 is a diagram of his work; Fig, 3 is a sequence diagram of the pulse sensor.

Устройство содержит распределитель 1, группу элементов И 2, группу усилителей 3, соединенных с шаговым двигателем 4, импульсный датчик 5, генератор 6 импульсов , RS-триггер 7, два элемента ИЛИ 8, 9, два элемента И 10, 11, инвертор 12, формирователь 13.The device contains a distributor 1, a group of elements And 2, a group of amplifiers 3 connected to a stepper motor 4, a pulse sensor 5, a generator of 6 pulses, an RS flip-flop 7, two elements OR 8, 9, two elements AND 10, 11, an inverter 12, shaper 13.

Вход распределител  1 и вход S триггера 7 объединены и  вл ютс  входом устройства (фиг. 1). Выходы распределител  1 подключены к первым входам группы элементов И 2, выходы, последних - к входам группы усилителей 3, выходы усилителей 3 - к обмоткам шагового двигател  4, с осью которого жестко соединен импульсный датчик 5, имеющий два выхода - А и В. Выход А, соответствующий устойчивому положению ротора, подключен через инвертор 12 к первому входу элемента И 11 и - через формирователь 13 - к первому входу элемента ИЛИ 8. Выход В датчика 5, соответствующий повороту ротора на половину шага, соединен с входом R триггера 7. Пр мой выход Q триггера 7 подключен к второму входу элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с первым входом элемента И 10, выход последнего - с первым входом второго элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом элемента И 11. Инверсный выход Q триггера 7 соединен с вторым входом элемента И 11, третий вход которого подключен к первому выходу генератора б импульсов, второй выход генератора б соединен с вторым входом элемента И 10, а выход элемента ИЛ И 9 - с вторыми входами группы элементов И 2.The input of the distributor 1 and the input S of the trigger 7 are combined and are the input of the device (Fig. 1). The outputs of the distributor 1 are connected to the first inputs of a group of elements And 2, the outputs, the last - to the inputs of a group of amplifiers 3, the outputs of the amplifiers 3 - to the windings of a stepping motor 4, with the axis of which a pulse sensor 5 is rigidly connected, having two outputs - A and B. Output A, corresponding to the stable position of the rotor, is connected via the inverter 12 to the first input of the element 11 and, through the driver 13, to the first input of the element OR 8. The output B of the sensor 5, corresponding to the rotor's rotation by half a step, is connected to the input R of the trigger 7. Pr my output is Q trigger 7 Connected to the second input of the element OR 8, the output of which is connected to the first input of the element AND 10, the output of the last - to the first input of the second element OR 9, the second input of which is connected to the output of the element And 11. The inverse output Q of the trigger 7 is connected to the second input of the element AND 11, the third input of which is connected to the first output of the pulse generator b, the second output of the generator b is connected to the second input of the AND element 10, and the output of the IL-9 element to the second inputs of a group of And 2 elements.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Дл  примера предположим, что в устройстве управлени  шаговым двигателем с чередованием парного включени  обмоток (фиг. 1) приход щий на вход импульс должен произвести смену управлени ; если до него двигатель управл лс  включением обмоток Ф1 и Ф2 (фиг. 2), то с его приходом - обмотками Ф2 и ФЗ. Импульсный датчик дает сигналы на выходах А и В в соответствии с циклограммой, представленной на фиг. 3,For example, suppose that in the control device of a stepper motor with alternating switching windings (Fig. 1), the incoming pulse must change control; if before it the motor was controlled by turning on the windings F1 and F2 (Fig. 2), then with its arrival the windings F2 and FZ. The pulse sensor gives signals at the outputs A and B in accordance with the sequence diagram presented in FIG. 3,

В предварительно установленном в исходное состо ние устройстве положение двигател  4 соответствует положению выходов распределител  1, а выход Q триггера 7In the device, previously set in the initial state, the position of the engine 4 corresponds to the position of the outputs of the distributor 1, and the output Q of the trigger 7

обнулен.cleared.

По первому входному импульсу распределитель снимает сигнал управлени  обмоткой Ф1 и подает сигнал на включение обмотки ФЗ двигател  4 (фиг. 2). Одновре0 менно входной импульс переключает триггер 7. На выходе Q по вл етс  сигнал, который проходит через элемент ИЛИ 8 на элемент И 10 и разрешает прохождение импульсов с второго выхода генератора 6 че5 рез элемент ИЛИ 9 на вторые входы группы элементов И 2.On the first input pulse, the distributor removes the control signal of the winding F1 and sends a signal to turn on the winding of the FL of the motor 4 (Fig. 2). At the same time, the input pulse switches trigger 7. At output Q, a signal appears that passes through the element OR 8 to the element AND 10 and allows the passage of pulses from the second output of generator 6 through element OR 9 to the second inputs of the group of elements AND 2.

Обмотки Ф2 и ФЗ двигател  4, определ емые кодом распределител  1, подключаютс  к источнику питани  с частотой,The windings F2 and FZ of engine 4, defined by distributor code 1, are connected to a power source with a frequency

0 определ емой вторым выходом генератора 6. Ротор двигател  4 начинает поворот под действием среднего тока в обмотках. При этом исчезает сигнал на выходе А импульсного датчика 5, который пока никакого вли5  ни  на работу устройства не оказывает.0 determined by the second output of the generator 6. The rotor of the engine 4 begins to turn under the action of the average current in the windings. In this case, the signal at the output A of the pulse sensor 5 disappears, which so far has no effect5 on the operation of the device.

Таким образом формируют ток, создающий максимальный момент на валу двигател .In this way, a current is generated which creates a maximum torque on the motor shaft.

По прохождении ротором половины ша0 га кратковременно по вл етс  сигнал на выходе В импульсного датчика 5, который переключает триггер 7, чем снимает разрешение на прохождение импульсов с второго выхода генератора 6 в управл ющие цепиUpon the passage of half a step by the rotor, a signal appears briefly at the output B of the pulse sensor 5, which switches the trigger 7, which removes the permission for the passage of pulses from the second output of the generator 6 to the control circuits

5 обмотки двигател  4 и одновременно разрешает прохождение через элемент И 11 импульсов с первого выхода генератора 6 на управл ющие цепи обмоток двигател  4 (по- | скольку сигнала на выходе А д тчика 5 нет,5 motor windings 4 and at the same time permits the passage through the element 11 of pulses from the first output of generator 6 to the control circuits of the motor windings 4 (since there is no signal at the output A of the driver 5,

0 то на выходе инвертора 12 есть разрешающий сигнал). При этом на группу элементов И 2 поступают с генератора 6 импульсы, формирующие в обмотках более низкое, чем в предыдущем случае, среднее значение то5 ка.0 then the output of the inverter 12 is the enable signal). In this case, the group of elements And 2 receives from the generator 6 pulses, forming in the windings a lower than in the previous case, the average value of current 5 ka.

Генератор б может, например, вырабатывать импульсы с одинаковой частотой, но с различной длительностью. Таким образом формируют меньший ток дл  доводки рото0 ра до следующего устойчивого положени . По окончании поворота ротора на один шаг по вл етс  сигнал на выходе А импульсного датчика, который снимает разрешающий сигнал с первого входа элемента И 11,The generator b can, for example, generate pulses with the same frequency, but with different durations. In this way, a smaller current is formed to bring the rotor to the next stable position. At the end of the rotor turning by one step, a signal appears at the output A of the pulse sensor, which removes the enabling signal from the first input of the element 11,

5 чем запрещает прохождение импульсов с первого выхода генератора б на группу элементов И 2, Обмотки двигател  4 обесточиваютс , и ротор останавливаетс  до по влени  следующего импульса на выходе устройства.5 which prohibits the passage of pulses from the first output of the generator b to a group of elements AND 2, the windings of the engine 4 are de-energized, and the rotor stops until the next pulse appears at the output of the device.

Если в процессе сто ни  реакци  нагрузки воздействует на ротор так, что он начинает отклон тьс  от заданного положени , то при достижении заданного предела отклонени  на выходе А датчика 5 пропадает сигнал и формирователь 13 подает на элемент И 10 сигнал определенной длительности , разрешающий прохождение импульсов с второго выхода генератора б на группу элементов И 2 и далее в управл ющие цепи двигател  4. Сигнала на входе устройства не было, и распределитель 1 сохран ет заданный код на включение обмоток Ф2 и ФЗ.If in the process of standing the load acts on the rotor so that it starts to deviate from the predetermined position, then when the predetermined deviation limit is reached at output A of sensor 5, the signal disappears and the driver 13 sends a signal of a certain duration to the element 10 allowing the passage of pulses from the second output of the generator b to the group of elements And 2 and further to the control circuits of the engine 4. There was no signal at the device input, and the distributor 1 retains the specified code for turning on the windings F2 and FZ.

Поэтому обмотки Ф2 и ФЗ вновь подключаютс  к источнику питани , в них протекает ток, под действием которого ротор возвращаетс  к заданному положению.Therefore, the windings F2 and FZ are again connected to the power source, a current flows in them, under the action of which the rotor returns to a predetermined position.

Врем  действи  тока коррекции (выходного импульса формировател  13) определ етс  заранее из условий поворота ротора при максимальной нагрузке, и формирователь 13 настраиваетс  на это врем .The timing of the correction current (the output pulse of the driver 13) is determined in advance from the conditions of the rotor turning at maximum load, and the driver 13 is adjusted for this time.

Таким образом, способ позвол ет формировать максимальный ток в обмотках двигател  во врем  обработки первой половины шага, а затем снижать его до величины , достаточной дл  отработки второй половины шага и остановки с минимальным колебательным режимом, а также формировать ток коррекции при отклонении ротора двигател  от заданного положени .Thus, the method allows to generate the maximum current in the motor windings during the processing of the first half of the step, and then reduce it to a value sufficient to test the second half of the step and stop with the minimum oscillatory mode, and also to generate a correction current when the rotor of the engine deviates from position

После отработки полного шага ток в обмотках отключают и двигатель стоит в фиксированном положении, ротор его ударживаетс  за счет намагниченности самого двигател  и трени  в передаче. Но реакци  нагрузки сдвигает ротор. Когда отклонение ротора составит значительную величину, на выходе А пропадает сигнал с датчика и формирователь 13 формирует импульс дл  создани  тока коррекции, дли- тельность которого достаточна дл  надежного возвращени  ротора в заданное положение. При этом ток коррекции по вл етс  только в тех обмотках, которые были определены распределителем при выполнении последнего шага.After working off a full step, the current in the windings is disconnected and the engine stands in a fixed position, its rotor is affected due to the magnetization of the engine itself and friction in the gear. But the load response shifts the rotor. When the rotor deviation is significant, the signal from the sensor disappears at output A and the driver 13 generates a pulse to create a correction current, the duration of which is sufficient to reliably return the rotor to a predetermined position. In this case, the correction current appears only in those windings that were determined by the distributor during the last step.

Наличие импульсного датчика с двум  выходами позвол ет не только фиксировать отработку каждой половины шага, но и контролировать величину отклонени  ротора от фиксированного положени .The presence of a pulse sensor with two outputs makes it possible not only to fix the completion of each half step, but also to control the magnitude of the rotor deviation from a fixed position.

Отключение двигател  от источника питани  на врем  фиксированного сто ни  дает экономию электроэнергии тем большую, чем ниже частота работы шагового двигател .Disconnecting the motor from the power source for a fixed time saves energy, the more the lower the frequency of operation of the stepper motor.

Claims (2)

1. Способ стартстопного управлени 1. Start-stop control method шаговым двигателем, по которому подают номинальный ток в обмотку, соответствующую положению ротора до начала шага, и в обмбтку, смежную с ней по направлениюstepper motor, which serves the rated current in the winding corresponding to the position of the rotor before the beginning of the step, and in the obmbtku, adjacent to it in the direction движени , контролируют прохождение ротором каждой половины шага и после совершени  ротором первой половины шага снижают величину тока в этих обмотках, отличающийс  тем, что, с целью экономииmovement, control the rotor passage of each half step and, after the rotor has completed the first half step, reduce the amount of current in these windings, characterized in that, in order to save электроэнергии, по окончании шага обмотки отключают, контролируют положение ротора и при отклонении его от положени  в конце шага подают номинальный ток в обмотки , соответствующие указанному поло- electric power, at the end of the step, the windings are turned off, the rotor position is monitored, and when it deviates from the position at the end of the step, the rated current is supplied to the windings corresponding to the specified polarity желию, на врем  устранени  отклонени .gelation, at the time of the elimination of the deviation. 2. Устройство дл  стартстопного управлени  шаговым двигателем, содержащее распределитель, триггер, формирователь, импульсный датчик, группу усилителей, выходы которых соединены с соответствующими обмотками шагового двигател , с осью которого механически св зан импульсный датчик, соединенный выходом с входом триггера, отличающеес  тем, что, с2. A device for starting and stopping control of a stepper motor, comprising a distributor, a trigger, a driver, a pulse sensor, a group of amplifiers whose outputs are connected to the corresponding windings of a stepper motor, with an axis which is mechanically connected to a pulse sensor connected to the trigger input, characterized in that , with целью экономии электроэнергии, введены генератор импульсов, два элемента И, инвертор , два элемента ИЛИ и группа элементов И, импульсный датчик снабжен вторым выходом, выходы группы элементов И соединены с входами соответствующих усилителей , первые входы - с выходами распределител , вторые входы - с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам двух элементов И, первый из которых первым входом соединен с выходом инвертора, вторым - с инверсным выходом триггера, третьим - с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к пр мому выходу триггера, а второй - к выходу формировател , вход которого соединен с вторымIn order to save electricity, a pulse generator, two AND elements, an inverter, two OR elements and a group of AND elements are introduced, the pulse sensor is equipped with a second output, the outputs of the AND group of elements are connected to the inputs of the corresponding amplifiers, the first inputs are with the distributor outputs, the second inputs are with the output the first element OR, whose inputs are connected to the outputs of two elements AND, the first of which is connected to the output of the inverter by the first input, the second to the inverse output of the trigger, the third to the first output of the pulse generator, the second the stroke of which is connected to the first input of the second element AND, the second input of which is connected to the output of the second element OR, the first input of which is connected to the forward output of the trigger, and the second to the output of the driver, the input of which is connected to the second выходом импульсного датчика и входом инвертора , а S-вход триггера подключен к входу распределител .the output of the pulse sensor and the input of the inverter, and the S-input of the trigger is connected to the input of the distributor. Фиг. 2FIG. 2 Фиг.ЗFig.Z
SU874333983A 1987-10-26 1987-10-26 Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof SU1642579A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874333983A SU1642579A1 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874333983A SU1642579A1 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1642579A1 true SU1642579A1 (en) 1991-04-15

Family

ID=21338521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874333983A SU1642579A1 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1642579A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719604C1 (en) * 2019-08-28 2020-04-21 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Method of determining moment of reaching mechanical stop by electric drive with two-winding step motor and device for implementation thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельтво СССР N: 1073872, кл. Н 02 Р 8/00, 1981. Авторское свидетельство СССР Мг 902194, кл. Н 02 Р 8/00. 1980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719604C1 (en) * 2019-08-28 2020-04-21 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Method of determining moment of reaching mechanical stop by electric drive with two-winding step motor and device for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68909232T2 (en) STARTING A BRUSHLESS DC MOTOR.
US4431953A (en) Circuit for operating a synchronous motor from a dc supply
US3530347A (en) Energy transfer means for stepping motors
US6239564B1 (en) State advance controller commutation loop for brushless D.C. motors
DE3012833A1 (en) DC voltage source supply circuit for sync. motor - measures unconnected stator windings induced voltages and determines timing using comparator
US4353021A (en) Control circuit for a pulse motor
EP0142837A2 (en) Collectorless polyphase DC motor
EP0916179B1 (en) Actuation and control method and device, particularly for synchronous permanent-magnet motors
US3767993A (en) Stepping motor control circuit
DE69133373T2 (en) Controller for brushless DC motor without position sensor
SU1642579A1 (en) Method of start-stop control of the stepper motor and device thereof
US4470001A (en) Induction motor control
EP0253436B1 (en) Method and electronic circuit for starting a reluctance motor and reluctance motor provided with such an electronic circuit
US3192461A (en) Pulse fed motor system including memory circuit
JPS5622598A (en) Starting system for pulse motor
US4952860A (en) Motor control system
SU1718362A1 (en) Step motor controller
US3514680A (en) Retrotorque braking for step servomotors
US3593096A (en) Pulse control circuit for step motors
JPS6130225B2 (en)
SU1647842A1 (en) Method for controlling step motor
JPS61244291A (en) Brushless motor drive device
DE10027586B4 (en) Control device for pulsed excitation
SU902194A1 (en) Method of start-stop control of stepping motor
SU961086A2 (en) Inertia electric drive