SU909784A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ ЩЛГА

I

Изобротение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  многофазными шаговыми дви гател ми.

Известны устройства дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением uiara,i содержащие блок задани  программ,коммутатор , несколько сумматоров, счетчиков и триггеров, подключенных к фазным обмоткам шагового двигател 

D1. .

Недостатками этих устройств  вл ютс  сложность и большой обгем аппаратуры .

Наиболее близким по те нической сущности к предлагаемому чл етс  устройство дл  управлени  i.iaroBb M двигателем с дроблением шага, содержащее распределитель импульсов,св занный выходами со входами усилителей мощности, коммутирующих фа|м двигател , и блок дроблени  шага 23

Недостаток этого устройства состоит в низкой надежности.

Цель изобретени  - повышение надежности ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага блок дроблени  шага содержит многопрограммный распределитель импульсов, реверсивный счетчик, одновибратор, триггер управлени , реверсивный делитель и две группы двухвходовых эле10 ментов И, одна из которых подключена первыми входами к выходам распределител  импульсрв, вторыми входами элементов, вз тых через один, к выходам одного разр да многопрограммного

15 распределител  импульсов, и выходами - к входам усилителей мощности, а друга  группа элементов И соединена выходами с входами каждого разр да многопрограммного распределител 

Claims (2)

1. 20 импульсов, первыми входами - с выходами каждого разр да реверсивного счетчика, а вторыми входами - с выходом одновибратора, св занного своим 39 входом со сметным входом реверсивного счетчика и пр мым выходом триггера управлени , подключенного инверсным выходом к счетному входу делител , соединенного своим выходом со счетным входом распределител  импуль сов. Такое выполнение устройства позвол ет повысить надежность работы за счет использовани  дискретных элемен На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю, на фиг. 2 - временные диаграммы си1- налов, соответствующие кратности дроблени  шага № 8. . Устройство содержит распределитель 1 импульсов, усилитель 2 мощности , коммутирующие фазы 3 шагового двигател  и св занные входами с выходами первой группы двухвходовых логических элементов И . Первые входы логических элементов И подключены к соответствующим выходам распределител  1, а вторые входы элементов Ц, вз тых через один,подк/Ж )чены к выходам первого разр да многорежимного распределител  5 число разр дов которого равно коэффи циенту дроблени  шага N. Входы каждо го разр да распределител  5 подключе ны к выходамвторой группы двухвходовых логических элементов И 6. Первые входы логических элементов И 6 подключены к выходам соответствующих разр дов реверсивного счетчика 7, а вторые входы объединены и подключены к выходу одновибратора 8. Вход одновибратора 8 и счетный вход реверсивного счетчика 7 соединены с пр мым выходом триггера 9 управлени  , инверсный выход которого подклю чен к счетному входу реверсивного делител  10, представл ющего собой реверсивное пересчетное устройство. Установочные входы всех счетных элеИентов подключены к шине У1 установки исходного состо ни . Входы выбора направлени  движени  распределителей 1 и 5, счетчика 7 и депител  10 подключены к шине У2. Счетные входы триггера 9 и многорежимного распределител  5 подключены соответственно к тактовым шинам Т1 и Т2. Устройство работает следующим образом . 4 Подготовка устройства к работе осуществл етс  путем подачи на шину yf сигнала установки в исходное состо ние . При этом распределитель 5, счетчик 7, триггер 9 и делитель 10 устанавливаютс  в нулевые исходные состо ни , а распределитель - в положение , при котором в единичном логическом состо нии находитс  перва  половина его выходов, например, дл  четырехфазного двигател  выходы Вых. и Вых 2. (фиг. I). В соответствии с требуемым направлением вра цёни  к шине УХ прикладываетс  единичный или нулевой сигналы. Первоначальное нулевое состо ние многорежимного распределител  5 обеспечивает на нулевом выходе триггера его первого разр да единичн,1й, а на его единичном выходе нулевой потенциалы . Благодар  внутренней структуре распределител  это состо ние не нарушаетс  и после подачи на шину Тi. импульсов высокой частоты. Эти потенциалы первого разр да распределител  5, взаимодейству  с единичными потенциалами Вых и,Вых.2, вырабатываемыми распределителем 1 (фиг.2), создают на выходе соответствующего элемента И единичный потенциал. Усилитель мощности 2 данной фазы обеспечивает при этом протекание в ней максимального значени  тока 1,.(фиг. 2). При поступлении на шину Т первого тактирующего импульса низкой частоты {фиг. 2) триггер управлени  9 переходит в единичное состо ние. От положительного перепада напр жени  на его пр мом выходе запускаетс  реверсивный счетчик 7 и в его первом разр де записываетс  единица, т.е. устанавливаетс  код 100Э000. От этого же перепада напр жени  запускаетс  одновибратор 8 и через определенну задержку, превышающую врем  переходных процессов триггеров, вырабатывает на своем выходе единичный импульс и,тем самым, обеспечивает передачу первого кодового набора счетчика 7 через элементы И 6 в распределитель 5. Это приводит к созданию в распределителе 5 режима высокочастотной (с частотой Т) циркул ции по разр дам указанного кода и, стало быть, генерации импульсов со скважностью 8 на пр мом выходе первого разр да и 8/7 на его инверсном выходе Эти импульсы , проход  через элементы И i к усилител м мощности 3, создают токи величиной 7/8 I j в первой фазе и 1/& I у во второй фазе (ц и ), (фиг. 2), где 1ц - максимальное значение тока в фазе. Во втором такте работы устройства триггер 9 переходит в нулевое состо ние . От положительного перепада напр жени  на его инверсном выходе запускаетс  делитель 10 и в нем записываетс  число один. В последующих нечетных тактах поступлени  импу ьсов на шину Т, аналогично описанному первому такту, происходит потактное изменение (и од новременна  передача в распределитель 5) кода в счетчике 7 11000000; U100000; 11110000; liniOOO; 11111100; 11111110; 11 nil 11. Это приводит к потактному уменьшению ток 8 первой фазе (6/8- t lS/S-lj,;V51|/,; 3/8Чу,;2/8- ty,;1/8Mt ;0) и его одновременному увеличению во второй фазе (2/8ly,; 3/8- Iv,; V3 ty,;5/8 - Ц; 6/8 7/3I yi; . В течение всего последнего (из этого цикла) нечетного такта все триггеры распределител  5, благодар  его внутренней структуре , наход тс  в единичных состо ни х несмотр  на непрерывное поступление на шину Т высокочастотных импульсов . 3 последующих четных тактах поступлени  импульсов на шину Т .аналогично описанному второму такту, происходит подсчет импульсов в делителе 10 до N В. Одновременно с поступле нием последнего импульса на выходе переноса делител  10 формируетс  еди ничный импульс, который поступает на тактовый вход распределител  1 и измен ет его состо ние.Начина  с этого момента, единичные потенциалы оказываютс  на Ьых. и Вых. распределител  1. Одновременно с этим в делителе 10 восстанавливаетс  первоначальное нулевое состо ние,поскольку он осуществл ет деление на N. Этим завершаетс  первый полуцикл функционировани  устройства, при котором за 16 тактов поступлени  импульсов на шину Т в первых двух фазах 3 двигател  осуществл етс  8-сту пенчатое изменение тока ( уменьшение в первой фазе и одновременное увели чение во второй фазе). Ступенчатое изменение тока в смежных фазах двига тел  приводит к ступенчатому повороту суммарного вектора электромагнитного момента и, соответственно, ротора. 3 результате ротор отрабатывает восемь дробных шагов, величиной .J ot-OC d-oc где ос величина основного шага. . Второй полуцикл функционировани  устройства аналогичен рассмотренному первому, с той лишь разницей, что происходит потактное изменение числа единиц в счетчике 7, И 111110, 11Н1100, 1ИПООО, П110000, IHOQOOO. 11000000, 10000000,00000000. Это приводит к линейно-ступенчатому уменьшению тока во второй фазе и его линейно-ступенчатому увеличению в третьей фазе. Последующие циклы работы предлагаемого устройства происход т аналогично описанному первому циклу. На фиг. 2 графики i, , 1 условно иллюстрируют процессы ступенчатого изменени  токов в соответствующих фазах (в результате потактного формировани  широтно-модулироваиных сигналов на пр мом и инверсном выходах первого разр да многорежимного распределител  5) которые имели бы место а том случае, если бы на всех выходах Вых. Зых) распределител  1 одновременно присутствовали единичные потенциалы. Графики и (фиг.2)иллюстрируют изменение сигналов соответственно на пр мом и инверсном выходах триггера управлени  9. Кривые М i з Ч отображают действительный ход ступенчатого изменени  токов в соответствующих фазах двигател  при реальной циклограмме парного переключени  выходов распределител  1 . Реверсирование предлагаемого устройства осуществл етс  путем изменени  ранее поиложенного на шине У логического потенциала На обратное.При этом измен ютс  на обратные описанные выше процессы изменени  кодов на распределителе 1, счетчике 7 и делителе 10 (фиг. 2). Частота тактирующих импульсов на шине Т устанавливаетс  в 2 раза выше требуемой рабочей частоты, а частота тактирующих импульсов на шине Тд. выбираетс  исход  из величины электромагнитной посто нной времени данного двигател , чтобы обеспечить 7 . 90 допустимые пульсации тока при осуществл емой широтно-импульсной модул ции фазных, напр жений. Предлагаемое устройство пригодно дл  управлени  шаговым двигателем с любым числом фаз при коэффициенте дроблени  шага . Формула изобретени  Устройство дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее распределитель импульсов, св занный выходами с входами усилителей мощности, коммутирующих фазы двигател , и блок дроблени  шага, отличающеес  .тем, что,с целью повышени  надежности, блок дроблени  шага содержит многопрограммный распределитель импульсов, реверсианый счетчик, одновибратор, триггер управлени , реверсивный делитель и две группы двухвходовых элементов И, одна из. которых подключена первыми входами к выходам распределител  импульсов, вторыми входами элементов, вз тых через один, к выходам одного разр да многопрограммного распределител  импульсов, и выходами - к входам усилителей мощности, а друга  группа элементов И соединена выходами с входами каждого разр да многопрограммного распределител  импульсов, первыми входами - с выходами каждого разр да реверсивного, счетчика, а вторыми входами - с выходом одновибратора , св занного своим входом со счетным входом реверсивного счетчи.ка и пр мым выходом триггера управлени , подключенного инверсным выходом к счетному входу делител , соединенного своим выходом, со счетным входом распределител  импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР W 601666, кл. G 05 В , 1978.
2. 2. Чиликин М.Г.; Жильцов Л. В. Прытков В.Г. и др. Унифицированна  структура разомкнутого шагово.го электропривода. Труды Московского энергетического института, 1975 вып. 202, с. 3-9.

   Tfi

   %/

   flwx. 2

   , I Вых. J

   ых.ЦПППППППППППППППППППИПППППППППППГ

   ЛППППППППППППППППППППППППППППППП

   t t

   t