SU1718362A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электрическим приводам шаговых двигателей систем управлени  и регулировани . Цель изобретени  - обеспечение устойчивости и точности, отработки шагового двигател  с несимметричной коммутацией . 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. Обеспечиэаютс  режимы максимального момента при начале движени , пониженной мощности до окончани  шага и обесточивание двигател  4 при сто нке. При отклонении ротора двигател  от заданного положени  питание включаетс  и отклонение устран етс . Устройство работает в режиме несимметричной коммутации. 2 ил.

Description

СП

С

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

Цель изобретени  - обеспечение устой- чивости и точности отработки шагов двигател  с несимметричной коммутацией.

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства; на фиг.2 - диаграмма его работы .

Устройство содержит распределитель импульсов 1 (РИ), группу элементов И 2, группу усилителей 3, соединенных с шаговым двигателем 4, импульсный датчик 5, генератор 6 импульсов, RS-триггер 7, два элемента ИЛ И 8 и 9, два элемента И 10 и 11, формирователи 12 и 13, второй триггер 14, третий элемент И 15.

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 соединены импульсный датчик 5, имеющий два выхода А и В. Выход А, соответствующий устойчивому положению ротора, подключен через формирователь 12 к второму входу элемента И 15 и к S-входу триггера 7. Выход В датчика 5, соответствующий повороту ротора на половину шага, соединен с R-входом триггера 7. Пр мой выход Q триггера 7 подключен к второму входу элемента И 11, выход которого - к входу элемента ИЛИ 9, выход последнего - к первым входам группы элементов И 2. Выход Q триггера 7 соединен с входом RS- триггера 14, вторым входом элемента И 10 и через формирователь 13 и элемент ИЛИ 8 с входом распределител  1 импульсов. Второй вход элемента ИЛИ 8  вл етс  входом устройства. Второй выход генератора 6 импульсов подключен к входу элемента И 10, первый выход - к вторым выходам элементов И 15 и 11. Выходы элементов И 10 и 15 подключены к входам элемента ИЛИ 9. К третьему входу элемента И 11 подключен выход Q триггера 14, S-вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8.

На фиг.2 приведены графики напр жений на элементах устройства. Обозначени  точек измерени  напр жений соответствуют фиг.1. Кроме того, приведен ток фазы двигател  дв и напр жени  на фазных обмотках двигател  Ф1-Ф4.

Устройство работает следующим обра- зом.

Дл  примера предположим, что в устройстве управлени  шаговым двигателем с несимметричной коммутацией обмоток (фиг, 1) приход щий на вход импульс должен

произвести смену управлени . Если до него двигатель управл лс  включением обмотки Ф1 (фиг.2), то с его приходом мен етс  управление обмоток Ф1 и Ф2.

В предварительно установленном в исходное состо ние устройстве положение двигател  4 соответствует положению выходов распределител  1, а выход Q триггера 7 обнулен.

По первому входному импульсу распределитель подает сигнал на включение обмотки Ф2 двигател  4 (фиг.2). Одновременно входной импульс переключает триггер 14 и через элемент ИЛИ 8 поступает на вход РИ 1. На выходе Q триггера 14 по вл етс  сигнал, который разрешает прохождение импульсов с первого выхода генератора 6 через элемент И 11 и элемент ИЛИ 9 на вторые входы группы элементов И 2.

Обмотки Ф1 и Ф2 двигател  4, определ емые кодом распределител  1, подключаютс  к источнику питани  с частотой и скважностью, определ емыми 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 вли ни  на работу устройства не оказывает. Таким образом формируют ток, создающий максимальный момент на валу двигател .

По прохождении ротором половины шага 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, через элемент И 10 возвращает в исходное положение триггер 14, переключает РИ 1 и одновременно разрешает прохождение через элемент И 11 импульсов с первого выхода генератора 6 на управл ющие цепи обмоток двигател  4. При этом на группу элементов И 2 поступают с генератора 6 импульсы, формирующие в обмотках более низкое, чем в предыдущем случае, среднее значение тока, а обмотка Ф4отключаетс .

Генератор 6 может, например, вырабатывать импульсы с одинаковой частотой, но различной длительностью. Таким образом, формируют меньший ток дл  доводки ротора до следующего устойчивого положени .

По окончании поворота ротора на один шаг по вл етс  сигнал на выходе А импульсного датчика, который переключает триггер 7. Обмотки двигател  4 обеспечиваютс  и он останавливаетс .

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 12 подает на элемент И 15 сигнал определенной длитель - ности, разрешающий прохождение импуль- сов с первого выхода генератора 6 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. Поэтому обмотки Ф2 и ФЗ вновь подключаютс  к источнику питани , в них протекает ток, под действием которого ротор возвращаетс  к заданному положению.

Врем  действи  тока коррекции (выход- ного импульса формировател  12) определ етс  заранее из условий поворота ротора при максимальной нагрузке, и формирователь 12 настраиваетс  на это врем .

Возврат ротора в заданное положение обеспечивает повышенную точность работы шагового двигател .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, триггер, формирователь, импульсный датчик с двум  выходами, группу усилителей, выход которых соединен с соответствующими обмотками шагового двйга- тел , с осью которого св зан датчик, соединенный первым выходом с R-входом первого триггера, а вторым - с входом формировател , генератор импульсов, два элемента И, два элемента ИЛИ, группу элементов И, выходы которых соединены с входами соответствующих усилителей, первые входы - с выходами распределител , вторые входы -с выходами первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам двух элементов И, первый из которых первым входом соединен с триггером, вторым входом-с первым выходом генератора импульсов , второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, о т л и- ч а ю щ fte с   тем, что, с целью обеспечени  устойчивости и точности отработки шагов двигател  с несимметричной коммутацией фаз, введены третий элемент И, второй формирователь и второй триггер, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с входом распределител  импульсов, первый вход-с выходом второго формировател , второй вход - с S-входом второго триггера и входом устройства, выход генератора импульсов подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого формировател , а выход- к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход Q первого триггера подключен к входу второго формировател , второму входу второго элемента Пик R-входу второго триггера , выход Q которого соединен с третьим входом первого элемента И, а второй выход датчика соединен с S-входом первого триггера . ,

   Фиг. 2

   35 40