SU838998A1 - Устройство дл управлени шаговымэлЕКТРОдВигАТЕлЕМ - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО дл  УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

(54) Э ЛЕКТГОД ВИ ГАТЕЛ ЕМ

Изобретение относитс  к электротехнике, предназначено дл  регулировани  скорости шагового электродвигател  с активным ротором и магнитной фиксацией и может быть использовано в системах автоматического управлени  дн  регулировани  в широких пределах скорости механизмов с долговременным непрерывным режимом работы при питании системы от автономного источника ограниченной мощности .

Известно устройство дл  управлени  шаговым электродвигателем, обеспечивающее стартстопный режим работы двигател  и содержащее блок формировани  временных интервалов , распределитель импульсов и усилитель мощности, коммутирующий фазы двигател  1.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устройство дл  управлени  щаговым электродвигателем с маг итной фиксацией, содержащее распределитель импульсов, имеющий вход импульсов управлени , усилитель мощности, коммутирующий фазы двигател  с логическим эвеном на входе , ключ питани  и блок формировани  времениых интервалов, ймеюишй вход эталонной частоты 2.

Недостатком данных устройств  вл етс  ограниченный диапазон изменени  скорости шагового двигател , в котором обеспечи-. ваетс  плавное движение.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  скорости и повьпиение равномерности движени .

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что блок формировани  временных интервалов снабжен инвертором, счетным триггером, двум  элементами 2И-2ИЛИ-НЕ, четырьм  элементами И и двум  реверсивными счетчиками , подключенными своими счетными входами к выходам элементов 2И-2ИЛИ-НЕ, соединенных входами с выходом счетного триггера , входом эталошюй частоты, св зант ым с входом счетного триггера, и выходом распределител  импульсов, соединенного со входом инвертора, и выходом инвертора, подключенного также ко входам записи реверсивных счетчиков и первым входам элементов И, соединенных своими остальными входами с соответствующими выходами реверсивных счетчиков, а выходами - с входами остановки счета и установки в нуль реверсивных счетчиков и входами ключа питаци  и логического звена. Данное устройство обеспечивает повышение равномерности движени  в широком диапазоне скоростей за счет изменени  интервалов времени на отработку шагов в функции частоты следовани  импульсов управлени . На фиг. 1 приведена схема устройства применительно к четырехфазному двигателю; а на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на отдельных элементах., Устройство дл  управлени  шаговым электро двигателем (фиг. I) содержит распределитель импульсов на триггерах 1 и 2 с входом управл ющих импульсов fflx и выходным элементом 2И-2ИЛИ-НЕ 3, подключенным ко входу инвертора 4 и входам элементов 2И-2ИЛИ-НЕ 5, 6, св занным своими входами также с выходами инвертора 4 и счетного триггера 7, подключенного счетным входом к входу эталонной частоты f3T. Выход инвертора 4 соединен также с входами записи реверсивных счетчиков 8, 9, а вход инвертора - с входом считывани  счетчиков. Выход инвертора 4 соединен также с первыми входами элементов И lO 15, остальные входы которых подключены к соответствующим выходам QI, Qi-Qe, Qe ре . версивных счетчиков 8, 9. Выходы элементов И 10, 12 через элемент И 14 и промежуточный усилитель 15 подключены ко входу ключа питани  16. Выходы элементов И 11, 13 подклю чены ко входам логического звена, образованного инверторами 17, 18, элементами 2И-2ИЛИ НЕ 19-22 и элементами И 23-28. Выходы логического звена подключены ко входам усилит л  29 мощности, коммутирующего фазы двига тел  30, через промежуточный усилитель 31. Устройство работает следующим образом. Распределитель импульсов на элементах 1,2 преобразует импульсы управлени  (фиг.2) в четырехканальную систему напр жений QI, Qa, QI , Qj (фиг. 2), которые элементом 2И-2ИЛИ-НЕ 3 преобразуютс  в одноканальную систему напр жений Р1 (фиг. 2), инвертируютс  инвертором 4 (U. , фиг. 2) и используютс  реверсивными счетчиками 8, 9, элементами 2И-2ИЛИ-НЕ 5,6 и элементами И 10-13. Блок ° формировани  временных интервалов , включающий в себ  инвертор 4, триггер 7, элементы 2И-2ИЛИ-НЕ 5 ,.6, ревер сивные счетчики 8,9 и элементы И 10-13, делит период входных импульсов fax на три интервала (fat, PI и Р2, фиг. 2) Ati, в течение которого включена только одиа фаза двигател  30; At2 Ati, в течение которого 4 ключены две фазы, At, в течение которого вигатель обесточен (, , Узф, Улф, иг. 2) Если At, AtiMaKC. то Ats 0. л  четырехфаэного двигател , управл емого т предлагаемого устройства, обеспечиваетс  акон коммутадии вида 1-12-0-2-23-0-3-34-0 . . . Работа блока формировани  временных интервалов основана на управлении режимами записи и считывани  двух реверсивных счетчиков 8 и 9. Схема режимов записи и считьшани  осуществл етс  по сигналам Р1 (фиг. 2). В полутакт записи предварительно обнуленный счетчик начинает заполн тьс  импульсами частотой f3x/2 до заполнени , которое происходит за промежуток времени 2Atj, после чего срабатывает логическа  схема, котора  блокирует счетчик в заполненном состо нии на промежуток времени At3 до прихода следующего KtAnynbca fax. С приходом следующего импульса fax режим записи смен етс  режимом считывани , при котором на вход счетчика поступают импульсы частотой эт и считывание до нулевого состо ни  совер-/ шаетс  за .промежуток времени Ati, в 2 раза меньший времени записи. Таким образом, один счетчик в первый период входной частоты формирует интервалы времени 2Ati и Ats, а. В , cлeдJШ щий - Atj. Дл  получени  всех временных интервалов Atj, Atj, Ata .в каждый период введено два реверсивных счетЧика, работающих в противофазе по режимам записи и считывани . Элемент 4 (фиг. 2) инвертирует сигнал Р1. Триггер 7 делит частоту импульсов f3T на 2. На элементах 5 и 6 типа 2И-2ИЛИ-НЕ, на входЬ которых поступают сигналы f3j, f3T/2, PI, UI, формируютс  в противофазе пачки импульсов с частотой f3T и 1зт/2 с длительностью пачек, равной l/fsx {Р2 и РЗ, фиг. 2). Элементы И 10-13 запускаютс  выходными импульсами счетчиков 8, 9 и сигналами с элементов 3, 4. В полутакт считывани  элемент 10 или 12 заблокирован в состо нии , соответствующем логической единице на выходе, сигналом с выхода элемента. 4 или 3, сигнал с выхода которых равен логическому нулю. В полутакт записи (промежуток 2Ati) элемент 10 (или 12) находитс  в состо нии 1 из-за нулевого сигнала на одном из его входов. При заполнении счетчика до состо ни  насыщени  на всех входах элемента 10 или 12 по вл ютс  сигналы логической единицы и он переходит в состо ние О. Импульс с . его выхода, соединенного со входом остановка счета счетчика 8 или 9, останавливает счетчик в заполненном состо нии до прихода следующего импульса fex на промежуток времени Ata. Выходные импульсы с элементов 10 и 12 через промежуточный усилитель 15 управл ют рабо той ключа 16. Элементы И 11 и 13 также запускаютс  выходными импульсами счетчиков и сигналами Р1 и U1. В полутакт записи элемент 11 или 13 заблокирован в состо нии 1 сигналом Р1 (или U1), имеющи нулевой потенциал. В полутакт считывани  (промежуток Ati) элемент 10 или 12 находитс  в состо нии, соответствующем логической единице на выходе, так как на одном из его входов имеетс  нулевой потенциал. При обнулении счетчика на всех входах элемента И 11 (или 13) по вл ютс  единичные сигналы и импульс с его выхода, соединенно го со входом Сброс в О счетчика 8 (9), останавливает последний в нулевом состо нии до прихода следующего импульса faxВыходные импульсы с элементов 11 и 13 по ютс  на вход логического звена дл  формировани  промежуточных шагов двигател . С повышением fsx. начина  с некоторого значени  fgxi, счетчик в полутакт записи заполн етс  не полностью, при этом врем  заполнени  счетчика импульсами 2Ati 2/fBx, врем  считывани  Ati l/fBx- Импульсы с вы ходов элементов И 11 и 13 через промежуточный усилитель 15 воздействуют на ключ 16 питани  так, что он закрыт на врем  Д1з. При fflx Bxi врем  записи 2Ati l/fex. ключ 16 открыт посто нно . При fflx Bxi ключ 16 заперт в каждый полутакт на ем  -J- 1/fBx - 1/fBxi. увеличиваетс  с уменьшением входной частоты. В логическом звене отпирание каждого транзистора усилител  29 мощности задерживаетс  на врем  Ati, которое определ ет длительность промежуточного шага двигател , когда включена только одаа фаза. Две фазы двигател  включены на промежуток времени после окончани  импульса считьшани  до окончани  импульса записи, т.е. иа At2. 6 На фиг. 2 приведены временные диаграммы сигналов на выходах элементов И 10-13 (соответственно U2-U5), элемента И 14 (U6), элементов 17, 18 (U7, U8) и элементов 19- 22 (сигналы Р4-Р7), по сн ющие работу основных элементов устройства. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  шаговым электродвигателем с магнитной фиксагшей, содержащее распределитель импульсов, имеющий вход импульсов управлени  усилитель мощности , коммутирующий фазы двигател  с логическим эвеном на входе, ключ питани  и блок формировани  временных интервалов, имеющий вход эталонной частоты, о т л и ч ающеес тем , что, с целью расширени  диапазона регулировани  скорости шагового двигател  и повышени  равномерности движени , блок формировани  временных интервалов снабжен инвертором, счетным триггером , двум  элементами 2И-2ИЛИ-НЕ, четырьм  элементами И и двум  реверсивными счетчиками, подключенными своими счетными входами к выходам элементов 2И-2ИЛИ-НЕ, соединенных входами с выходом счетного триггера, входом эталонной частоты/св занным с входом счетного триггера, и выходом распределител  импульсов, соединенного со входом инвертора, и выходом инвертора, подключенного также ко входам записи реверсивных счетчиков и первым входам элементов И, соединенных своими остальными входами с соответствующими выходами реверсивных счетчиков, а выходами - с входами остановки счета и установки в нуль реверсивных счетчиков и входами ключа питани  и логического звена. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Дискретный электропривод с шаговыми двигател ми. Под ред. М. Г. Чиликина. М., Энерги , 1971, с. 546-556.
2. 2.Патент Японии № 51-30641, кл. 55 С , 1976.

   Фиг. г