SU552913A3 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Устройство дл управлени шаговым двигателем

Info

Publication number
SU552913A3
SU552913A3 SU2025233A SU2025233A SU552913A3 SU 552913 A3 SU552913 A3 SU 552913A3 SU 2025233 A SU2025233 A SU 2025233A SU 2025233 A SU2025233 A SU 2025233A SU 552913 A3 SU552913 A3 SU 552913A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
key
inputs
distributor
Prior art date
Application number
SU2025233A
Other languages
English (en)
Inventor
Еситаке Норито
Юсами Хироси
Кобари Кацуо
Исида Хироси
Фудзиока Есики
Original Assignee
Фудзицу Лимитед И Фудзицу Фанук Лимитед (Фирма)
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
Priority claimed from JP4772773A external-priority patent/JPS5325085B2/ja
Priority claimed from JP4772873A external-priority patent/JPS5316666B2/ja
Application filed by Фудзицу Лимитед И Фудзицу Фанук Лимитед (Фирма) filed Critical Фудзицу Лимитед И Фудзицу Фанук Лимитед (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU552913A3 publication Critical patent/SU552913A3/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/18Shaping of pulses, e.g. to reduce torque ripple

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

1
Изобретение относитс  к системам автоматического управлени  с шаговыми двигател ми .
Известны устройства дл  унравлени  шаговым двигателем, содержаш,ие распределитель имнульсов, св занный с входами многоканального усилител  мощности, коммутирующего обмотки управлени  двигател  {.
В таких устройствах коммутаци  обмоток управлени  двигател , осуществл ема  усилителем мощности, вызывает скачкообразное изменение полол ;ени  пол  статора двигател  и соответственно скачкообразный характер движени  ротора двигател , особенно в области низких частот.
Известно также устройство дл  управлени  щаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, св занный выходами с входами многоканального усилител  мощности , каждый канал которого включает в себ  последовательно соединенные между собой фазу двигател , первый ключевой элемент и датчик тока, подключенные к источнику низкого напр жени  через диод, а к источнику высокого напр жени  - через второй ключевой элемент, св занный своим входом с датчиком тока 2.
2
В этом устройстве скачкообразное изменение положени  пол  статора ухудшает качество движени  шагового двигател  в области низких частот.
Цель изобретени  - улучщение качества движени .
Это достигаетс  введением в предлагаемое устройство блока измерени  скорости и генераторов управл ющих фазных напр жений,
св занных своими выходами с входами ключевых элементов каждого канала, одним входом - с соответствующим выходом распределител  импульсов, а -вторым - с выходом блока измерени  скорости.
Кроме того, в предлагаемом устройстве генератор управл ющих фазных напр жений каждого канала содержит схему синхронизации , датчик числа включенных фаз, преобразователь пр моугольного напр жени  в напр жение треугольной формы, сумматор, два ключа и три схемы совпадени , выходы двух из которых подключены к входам обоих ключевых элементов усилител  мощности, входы этих же схем совпадени  подключены к соответствующему выходу распределител  и выходу блока измерени  скорости, вход которого соединен с датчиком числа включенных фаз, а выход схемы совпадени , подключенный к входу первого ключевого элемента усилител  мощности, соединен с выходом одного ключа, св занного своим унравл ющим входом с выходом блока измерени  скорости и сигнальным входом - с выходом сумматора, нодключенного входами к выходам второго ключа и третьей схемы совиадени , соединенной одним своим входом с указанным выходом расиределител  и одним входом схемы синхронизации, а вторым - с управл ющим входом второго ключа и выходом схемы синхронизации , подключенной вторым своим входом к выходу датчика числа включенных фаз, св занного своими входами с выходами расиределител , а выходом - с входом преобразовател , соединенного своим выходом с сигнальным входом второго ключа. Такое выполнение предлагаемого устройства обеспечивает плавное неремещение пол  статора и соответственно ротора шагового двигател  и устран ет нежелательные колебани  скорости движени  ротора, т. е. улучшает качество движени . На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы сигналов на отдельных элементах схемы соответственно дл  низких и высоких частот управлени  применительно к п тифазному двигателю; на фиг. 4 - структурна  схема генератора управл ющих фазных напр жений; на фиг. 5 - структурна  схема блока измерени  скорости; на фиг. 6 - временные диаграммы сигналов на элементах схемы блока измерени  скорости; на фиг. 7 и 8 - временные диаграммы отработки угла щаговым двигателем соответственио при скачкообразном и плавном перемещении иол  статора. Устройство дл  управлени  щаговым двигателем , имеющим обмотки управлени  1 (на фиг. 1 изображена только одна из обмоток управлени  шагового двигател ), содержит ключевые элементы 2 и 3, например транзисторы . Каждый канал усилител  мощности, включающий в себ  об.мотку управлени  1 и ключевые элементы 2 и 3, содержит датчик тока 4, разделительный диод 5, св зывающий один из зажимов обмотки управлени  1 с источником низкого напр жени  U, и диод 6, св зывающий второй зажим обмотки управлени  1 с источииком высокого напр л ени  f/нВ цепь источника низкого напр жени  включен токоограничительный резистор 7. Логическа  часть устройства (фиг. 1) содержит распределитель имиульсов 8, на вход которого поступают импульсы управлеин  Р, генератор управл ющих фазных напр жений 9, выходы которого TI и TZ подключены соответственно к-одному входу триггера 10, св занного своим выходом через усилитель 11 с входом ключевого элемента 2, и ключевому элементу 3 - через усилитель 12 и сумматор 13. Второй вход триггера 10 подключен к датчику тока 4 через резистор 14 и схему ИЛИ 15, второй вход KOTOpoii через усилитель 16 соедииеи с выходом 7i генератора управл юи;их фазных напр жений 9. Одии вход генератора фазных напр жений 9 подключен к выходу расиределител  имнульсов 8, а второй - к выходу блока измерени  скорости 17, вход которого св зан с входом Р распределител  8. Генератор управл ющих фазных напр жеНИИ 9 (фиг. 4) включает в себ  датчик числа включенных фаз 18, соединенный входами с выходами распределител  8, иреобразователь пр моугольного напр жени  в напр жение треугольной формы 19, подключенный своим входом к выходу датчика числа включенных фаз 18, схему синхронизации 20, один вход которой соедииен с соответствующим выходом распределител  8, а второй - с выходом датчика числа включенных фаз 18, схемы совпадени  21, 22 и 23, ключи 24, 25 и сумматоры 26, 27. Блок измерени  скорости 17 (фиг. 5) содержит инверторы 28 и 29, дифференцирующие элементы 30 и 31, схемы ИЛИ 32, совпадени  33 и задержки 34, компаратор 35, триггеры 36 37 и интегратор 38. Блок измерени  скорости 17 может быть иодключен к входу распределител  импульсов 8 (как показано на фнг. 1 и 3) или к выходу датчика числа включенных фаз 18 (как иоказано на фиг. 5). Устройство работает следующим образом. Когда импульсы управлени  Р (фиг. 1 и 2) поступают на вход распределител  импульсов 8, последимй вырабатывает комаидные сигналы на входе генератора уиравл ющих фазных напр жений 9. Одновременно импульсы управлени  Р поступают на блок измерени  скорости 17, который вырабатывает и а выходе сигнал, разрешающий работу геиератора 9, если скорость (частота) меньще опорной, или запрещающий работу генератора 9, если скорость (частота) выше опорной. Когда частота импульсов Р меньще опорной, генератор управл ющих фазных напр жений 9 вырабатывает трапецеидальное напр жение TZ (фиг. 2) и нулевое напр жение TI, обеспечива  тем самым возврат триггера 10 в исходное состо ние, соответствующее заиретному транзистору 2. Задающее напр л ение TZ иоступает на вход транзистора 3 через сумматор 13 и усилитель 12. На вход сумматора 13 одновременно поступает сигиал отрицательной обратной св зи ио току, снимаемый с датчика тока (резистора ) 4. Транзистор 3 с датчиком тока. 4, усилителем 12 и сумматором 13 образуют линейиый усилитель тока и обесиечиваЕОт в обмотке управлени  двигател  (фазе) ток i (фиг. 2), повтор ющий задающее напр жение TZ, вырабатываемое генератором 9. Когда частота импульсов Р становитс  вые опорной (фиг. 3), блок измерени  скороти 17 вырабатывает сигнал, прекращающий подачу на сумматор 13 напр жени  трапецеиальной формы. В этом случае на выходах Т
и Тг генератора управл ющих фазных напр жений 9 вырабатываютс  синфазные напр жени  пр моугольной формы.
При по влении на выходах Т и TZ единичных сигналов одновременно отпираютс  транзисторы 2, 3 и к фазе двигател  прикладываетс  высокое напр жение UH- Это состо ние сохран етс  до тех пор, пока сигнал, снимаемый с датчика тока 4, не достигнет порога срабатывани  триггера 10. Последний возвратитс  в исходное состо ние и запрет транзистор 2. Фаза 1 двигател  при этом подключаетс  к источнику низкого напр жени  Ui,, и участок ускоренного нарастани  тока i переходит , как показано на фиг. 3, в участок посто нного значени  тока, определ емого напр жением f/L. Максимальное значение тока t на участке нарастани  регулируетс  резистором 14.
Аналогично описанному протекают процессы измерени  тока и в остальных фазах шагового двигател , очередность коммутации которых задаетс  распределителем импульсов 8.
При работе на низких частотах по фазам двигател  протекают токи трапецеидальной формы, что обеспечивает его непрерывное движение без значительных колебаний скорости и угла, как показано на фиг. 8, где по оси абсцисс отложено врем , а по оси ординат - угол поворота ротора шагового двигател . Дл  сравнени  на фиг. 7 приведена временна  диаграмма перемендени  ротора двигател  при скачкообразном изменении токов в фазах .
Генератор унравл юш;их фазных напр жений 9 (фиг. 4) применительно к п тифазному шаговому двигателю с несимметричной коммутацией содержит датчик числа включенных фаз 18, вырабатывающий сигнал пр моугольной формы, соответствующий логической «1 при включении трех фаз и логическому «О при включении двух фаз. Сигнал с выхода датчика 18 усиливаетс  и интегрируетс  преобразователем пр моугольного напр жени  в напр жение треугольной формы 19, после чего поступает через ключ 24 на сумматор 26. Одновременно на сумматор 26 через схему совпадени  21 поступают разрепгающие сигналы с выхода распределител  импульсов 8 и выхода схемы синхронизации 20. Сигнал трапецеидальной формы с выхода сумматора 26 проходит на вход транзистора 3 (фиг. 1) через ключ 25, Управл емый блоком измерени  скоростн 17. Последний выпабатывает на управл ющем входе ключа 25 логический «О, логда частота вхолиых нлтпульсов  вл етс  высокой {ключ 25 заперт, и трапецеидальные импульсы не проход т на вход транзистора 3), и логическую «1, когда частота входных импульсов низка  (транзистор 2 заперт, а на вход транзистора 3 поступают импульсы трапецеидальной формы). На фиг. 4 буквами Л, 5, С, D и обозначены выходы распределител  импульсов 8 соответственно дл  каждой фазы п тифазного шагового двигател .
I/
552913
Аналогично выполнены генераторы управл ющих фазных напр л ений и дл  остальных фаз шагового двигател .
Работа блока измерени  скорости 17 (фиг. 5 и 6) осуществл етс  следующим образом.
Интегратор 38 генерирует пилообразный сигнал ST (фиг. 61 с пеоиодом, определ емым входным импульсом Р.
Регулируемый источник напп жени  С/в создает опорное напр жение f, соответствующее опорной скорости, при которой обеспечиваетс  переход схемы с формировани  трапецеидальных сигналов управлени  на пр моуго .льньте.
Компаратор 35 сравнивает выходное напр жение интегратора 38 и опорное напр лсение Е II вырабатывает логический сигнал «1 (СОМО на (Ьнг. 6), когда выходное напр лсение интегрптора больп1е опорного Е.
Сигнал TRT), вырабатываемый датчиком числа включенных фаз 18, поступает непоспе ственно на дифференцирующий элемент 31 и через инвертор 28 - на дифференттирующий элемент 30. На выходе схемы ИЛИ 32
вырабатываетс  сигнал f/DP (фиг. 6 управлеи   интегратором. Этот же сигн л поступает на схему задерл ки 34, в которой преобразуетс  в сигнал МО, сдвинут тй во времени относительно сигнала UDP. Сигнал МО используетс  дл  установки триггера 36 и схемы 33. Выходной сигнал СОМО компаратора 35 устанавливает триггер 36 в исходное состо ние. Когда частота входных импульсов Р уменьшаетс , выходной ИМПУЛЬС МО схемы задержки 34 и сигнал СОМО компаратора 35 следуют поочередно, вследствие чего триггер 36 переключаетс , и схема 33 не пропускает выходной ИМПУЛЬС МО на вход триггера 37. На
выходе блока измерени  скорости 17 ири этом вырабатываетс  сигнал Vs. соответствуюишй логической «1.
Ког.иа частота входных импульсов Р возрастет и сигнал STW на выходе интегратора 38
станет ниже , на выходе компаратора 35 станет равным нулю, триггер 36 сигналом МО переведетс  в состо ние, нри котором схема 33 отпираетс , и триггер 37 вернетс  в исходное состо ние. Выходной сигнал f/s
блока измерени  скорости снимаетс  с инвертора 29.
Плавное изменение тока в фазах шагового двигател  на низких частотах повышает плав .ость ротора, что позвол ет улучИ1 1ть чистоту обрабатываемой поверхности издели  на металлорежущих станках, в приводах иодач которых используютс  шаговые двигатели.
Переход с возбул дени  фаз двигател  им; ульсамп тока трапецеидальной (треугольной ) формы на возбуждение импульсами пр  о тольной формы в области высокт х частот обеспечивает сохранение быстродействи  шагового двигател  и требуемое значение момента .
Формзла изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  управлени  шаговым двигателем , содержащее распределитель импульсов , св занный выходами с входами многоканального усилител  мош;ности, каждый канал которого включает в себ  последовательно соединенные между собой фазу двигател , первый ключевой элемент и датчик тока, подключенные к источнику -низкого напр жени  через диод, а к источнику высокого напр жени  - через второй ключевой элемент, св занный своим входом с датчиком тока, отличающеес  тем, что, с целью улучщени  качества движени , введены блок измерени  скорости и генераторы управл ющих фазных .напр лсений, св занные своими выходами с входами ключевых элементов каждого канала , одним входом - с соответствующим выходом распределител  импзльсов, а вторым - с выходом блока измерени  скорости.
2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что генератор управл ющих фазных напр жений каждого канала содержит схему синхронизации, датчик числа включенных фаз, Преобразователь пр моугольного напр жени  в напр жение треугольной формы, сумматор , два ключа и три схемы совпадени , выходы двух из которых подключеньг к входам обоих ключевых элементов усилител  мощности, входы этих же схем Совпадени  подключены к соответствующему выходу распределител  и выходу блока измерени  скорости , вход которого соединен с датчиком числа включенных фаз, а выход схемы совпадени ,
подключенный к входу первого ключевого элемента усилител  мощности, соединен с выходом одного ключа, св занного своим управл ющим уходом с выходом блока измерени  скорости и сигнальным входом - с выходом сумматора, подключенного входами к выходам второго ключа и третьей схемы совпадени , соединенной одним своим входом с указанным выходом распределител  и одним входом схемы синхронизации, а вторым - с управл ющим входом второго ключа и выходом схемы синхронизации, подключенной вторым своим входом к выходу датчика числа
включенных фаз, св занного своими входами
с выходами распределител , а выходом - с
входом преобразовател , соединенного своим
выходом с сигнальным входом второго ключа.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:
1.Дискретный электропривод с шаговым двигателем. Под общ. ред. М. Г. Чиликина. М., «Энерги , 1971, с. 227-243.
2.Патент CUTA .№ 3560821. кл. 318-138. 02.02.71,
17
f I I I I I I I I I I I I
-о%
I II I III I Illlllllll II I I I
SU2025233A 1973-04-26 1974-04-25 Устройство дл управлени шаговым двигателем SU552913A3 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4772773A JPS5325085B2 (ru) 1973-04-26 1973-04-26
JP4772873A JPS5316666B2 (ru) 1973-04-26 1973-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU552913A3 true SU552913A3 (ru) 1977-03-30

Family

ID=26387887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2025233A SU552913A3 (ru) 1973-04-26 1974-04-25 Устройство дл управлени шаговым двигателем

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3890554A (ru)
DE (1) DE2420157B2 (ru)
FR (1) FR2227678B1 (ru)
GB (1) GB1437579A (ru)
IT (1) IT1011781B (ru)
SE (1) SE385530B (ru)
SU (1) SU552913A3 (ru)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4100471A (en) * 1974-08-30 1978-07-11 Pritchard Eric K Stepping motor control circuit
JPS51113110A (en) * 1975-03-28 1976-10-06 Mitsubishi Electric Corp Drive system for inductor type synchronous motor
DE2638521C2 (de) * 1976-08-26 1984-10-18 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zum wahlweisen Ansteuern eines in einem Positioniersystem verwendeten Schrittmotors
US4277732A (en) * 1979-08-03 1981-07-07 Graphtek, Inc. Low power stepping motor driver circuit and method
US4500824A (en) * 1984-05-21 1985-02-19 General Electric Company Method of commutation and converter circuit for switched reluctance motors
JP2576482B2 (ja) * 1987-01-20 1997-01-29 オムロン株式会社 直流モ−タ速度制御回路
JP2953284B2 (ja) * 1993-12-24 1999-09-27 株式会社デンソー パルスモータの駆動装置
US6208107B1 (en) 1999-12-03 2001-03-27 Abbott Laboratories Use of digital current ramping to reduce audible noise in stepper motor
JP2009131105A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Nidec Servo Corp モータの駆動回路
US8517990B2 (en) 2007-12-18 2013-08-27 Hospira, Inc. User interface improvements for medical devices
EP2745204A4 (en) 2011-08-19 2015-01-07 Hospira Inc SYSTEMS AND METHOD FOR A GRAPHIC INTERFACE WITH A GRAPHICAL PRESENTATION OF MEDICAL DATA
WO2013090709A1 (en) 2011-12-16 2013-06-20 Hospira, Inc. System for monitoring and delivering medication to a patient and method of using the same to minimize the risks associated with automated therapy
AU2013239778B2 (en) 2012-03-30 2017-09-28 Icu Medical, Inc. Air detection system and method for detecting air in a pump of an infusion system
CA2880156C (en) 2012-07-31 2020-10-13 Hospira, Inc. Patient care system for critical medications
US10046112B2 (en) 2013-05-24 2018-08-14 Icu Medical, Inc. Multi-sensor infusion system for detecting air or an occlusion in the infusion system
EP3003441B1 (en) 2013-05-29 2020-12-02 ICU Medical, Inc. Infusion system which utilizes one or more sensors and additional information to make an air determination regarding the infusion system
EP3003442B1 (en) 2013-05-29 2020-12-30 ICU Medical, Inc. Infusion system and method of use which prevents over-saturation of an analog-to-digital converter
ES2776363T3 (es) 2014-02-28 2020-07-30 Icu Medical Inc Sistema de infusión y método que utiliza detección óptica de aire en línea de doble longitud de onda
CA2947045C (en) 2014-05-29 2022-10-18 Hospira, Inc. Infusion system and pump with configurable closed loop delivery rate catch-up
US11344668B2 (en) 2014-12-19 2022-05-31 Icu Medical, Inc. Infusion system with concurrent TPN/insulin infusion
US10850024B2 (en) 2015-03-02 2020-12-01 Icu Medical, Inc. Infusion system, device, and method having advanced infusion features
EP3454922B1 (en) 2016-05-13 2022-04-06 ICU Medical, Inc. Infusion pump system with common line auto flush
EP3468635B1 (en) 2016-06-10 2024-09-25 ICU Medical, Inc. Acoustic flow sensor for continuous medication flow measurements and feedback control of infusion
US10089055B1 (en) 2017-12-27 2018-10-02 Icu Medical, Inc. Synchronized display of screen content on networked devices
US11278671B2 (en) 2019-12-04 2022-03-22 Icu Medical, Inc. Infusion pump with safety sequence keypad
WO2022020184A1 (en) 2020-07-21 2022-01-27 Icu Medical, Inc. Fluid transfer devices and methods of use
US11135360B1 (en) 2020-12-07 2021-10-05 Icu Medical, Inc. Concurrent infusion with common line auto flush

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3199009A (en) * 1962-12-12 1965-08-03 Bendix Corp Stepper motor servo amplifier
US3424961A (en) * 1966-05-18 1969-01-28 Superior Electric Co Load responsive,stepping motor speed control circuit
JPS5145765B1 (ru) * 1970-07-06 1976-12-06

Also Published As

Publication number Publication date
IT1011781B (it) 1977-02-10
DE2420157B2 (de) 1976-09-02
DE2420157A1 (de) 1974-11-07
US3890554A (en) 1975-06-17
FR2227678B1 (ru) 1977-10-21
FR2227678A1 (ru) 1974-11-22
SE385530B (sv) 1976-07-05
GB1437579A (en) 1976-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU552913A3 (ru) Устройство дл управлени шаговым двигателем
US4675582A (en) System useful for controlling multiple synchronous secondaries of a linear motor along an elongated path
US5572105A (en) Stepping motor control method including varying the number of split sections in one step drive period of a stepping motor
US4223261A (en) Multi-phase synchronous machine system
EP0009783B1 (en) A system for driving a motor by a pulse width modulation inverter
US4136308A (en) Stepping motor control
US5872435A (en) Electrical drive arrangement
US4377779A (en) Pulse width modulated inverter machine drive
US4518907A (en) Digital motor control method and means
GB1346156A (en) Power supply system
US3784888A (en) Control for commutatorless motor
US3518516A (en) Stepping motor constant velocity drive
USRE31229E (en) Stepping motor control
US3648144A (en) Stepping motor control system
JPS5843200A (ja) ステツプモ−タの励磁方式
US3514680A (en) Retrotorque braking for step servomotors
US4998053A (en) Method and apparatus for reducing a current break in a leg that is not participating in the commutation of a three-phase block current fed synchronous machine
SU801219A1 (ru) Устройство дл управлени реверсивнымупРАВл ЕМыМ ВыпР МиТЕлЕМ
SU842582A1 (ru) Датчик частоты вращени дл электро-пРиВОдА C чАСТОТНО-фАзОВыМ РЕгули-РОВАНиЕМ
SU1647842A1 (ru) Способ управлени шаговым двигателем
SU1522176A1 (ru) Дискретный пропорционально-интегральный регул тор скорости вращени
Chin et al. A stepper motor controller
Ramamoorthy et al. A novel control scheme for a brushless dc motor fed from a current source inverter
SU480227A3 (ru) Устройство дл управлени шаговым электродвигателем
JPH01144385A (ja) 同期機における電流崩壊の回避のための方法および回路装置