SU957404A2 - Устройство дл управлени шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Description

() УСТРОЙСТВО дл  УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ ШАГА

I

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к системам управлени  с шаговыми двигател ми, и может быть использовано в дискретных системах автоматического управлени .

По основному авт. св. № 90978 + известно устройство дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее распределитель импульсов, св занный выходами со входами усилителей мощности, коммутирующих фазы двигател  и блок дроблени  шага, включающий в себ  многопрограммный распределитель импульсов, реверсивный счетчик, одновибратор, триггер управлени , реверсивный делитель и две группы двухвходовых элементов Иу одна из которых подключена первыми входами к выходам распределител  импульсов , вторыми входами элементов, вз тых через один - к выходам одного из разр дов кольцевого регистра сдвига и выходами к входам-усилителей мощности, а друга  группа элементов И

соединена выходами с входами каждого разр да кольцевого регистра сдвига, первцми входами с выходами каждого разр да реверсивного счетчика, а вторыми входами с выходом одновибратора, св занного своим входом со счетным входом реверсивного счетчика и пр мым выходом триггера управлени , подключенного инверсным выходом к счетному входу делител ,, соединенного своим

to выходом со счетным входом распределител  импульсов Л .

Недостатком известного устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что

15 оно обеспечивает управление шаговым двигателем лишь с четным числом фаз (., 6, 8...)

Цель изобретени  - расширение функ

20 циональных возможностей устройства путем обеспечени  режима дроблени  шагов шагового двигател  с нечетным числом фаз (, 5.. 7...). указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство по авт. св. № . введены дополнительна  группа элеме тов И, элементы ИЛИ по числу фаз двигател  и кольцевой регистр сдвига , выходы которого подключены к первым входам дополнительных элементов И, св занных вторыми входами с выходами распределител  импульсов а выходами - с первыми входами элементов ИЛИ, подключенных вторыми вх дами к выходам первой группы основных элементов И, а выходами - к вхо дам усилителей мощности. Такое выполнение устройства обес печивает возможность дроблени  шага шагового двигател  с любым нечет ным числом фаз (, 5, 6,...). На фиг. 1 приведена функцио льна  схема устройства применительно п тифазному шаговому двигателю; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов , соответствующие кратности дроблени  шага N. Предлагаемое устройство {фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов усилитель 2 мощности, коммутирующие фазы 3 шагового двигател , св занные входами с выходами логических элементов ИЛИ k. Первые входы элементов ИЛИ k подключены к выходам соответствующих элементов И 5 первой группы, а вторые входы - к выходам соответствующих элементов И 6 третьей группы. Первые входы элементов И 5 объединены и подключены к пр мому выходу одного из разр дов кольцевого регистра 7 сдвига, а пер вые входы элементов И 6 объединены и подключены к инверсному выходу этого же разр да. Вторые входы элементов И 5 и 6 подключены к соответ ствущим выходам распределител  1 импульсов. Входы каждого разр да кольцевого регистра 7 сдвига подклю чены к выходам второй группы двухвходовых логических элементов И 8. Первые входы элементов И 8 подключе ны к выходам соответствующих разр д реверсивного счетчика 9. а вторые входы объединены и подключены к вых ду одновибратора 10. Вход одновибратора 10 и счетный вход реверсивно го счетчика 9 соединены с пр мым выходом триггера 11 управлени , инверсный выход которого подключен к счетному входу реверсивного делител  12, представл ющего собой реверсивное пересчетное устройство. Установочные входы всех счетных элементов устройства подключены к шине У1 установки исходного состо ни . Входы выбора направлени  движени  распределител  1 счетчика 9 и делител  12 подключены к шине У2. Счетные входы триггера 11 и кольцевого регистра 7 сдвига подключены соответственно к тактовым шинам Т1 и Т2. Устройство работает следующим образом . Подготовка устройства к работе осуществл етс  путем подачи на шину У1 сигнала установки в исходное состо ние . При этом регистр J, счетчик 9, триггер 11 и делитель 12 устанавливаютс  в нулевые исходные состо ни , а распределитель 1 - в положение , при котором в единичном логическом состо нии наход тс  первые два из его выходов, например, дл  п тифазного двигател  выходы Вых. 1 и Вых. 2 (фиг. 1). В соответствии с требуемым направлением вращени  к шине У2 прикладываетс  единичный или нулевой сигнал. Первоначальное нулевое состо ние кольцевого регистра 7 сдвига обеспечивает на нулевом выходе триггера его первого разр да единичный потенциал , а на его единичном выходе нулевой потенциал. Это состо ние не нарушаетс  и после подачи на шину Т2 импульсов высокой частоты. Зти потенциалы первого разр да регистра 7, взаимодейству  с единичными потенциалами Вых. 1 и Вых. 2, вырабатываемыми распределителем 1 (фиг. 2) создают на выходе соответствующего элемента ИЛИ k единичный потенциал. Усилитель мощности 2 данной фазы обеспечивает при этом протекание в ней максимального значени  тока Iv,. При поступлении на шину Т1 первого тактирующего импульса низкой частоты (фиг. 2) триггер 11 управлени  переходит в единичное состо ние. От положительного перепада напр жени  на его пр мом выходе запускаетс  реверсивный счетчик 9 и в его первом разр де записываетс  единица, т.е. устанавливаетс  код 10.00. .От этого же перепада напр жени  запускаетс  одновибратор 10 и через определенную задержку, превышающую врем  переходных процессов триггеров, вырабатывает на своем выходе единичный импульс и тем самым обеспечивае передачу первого кодового набора, счетчика 9 через элементы И 8 и регистр 7. Это приводит к созданию в регистре 7 режима высокочастотной циркул ции по разр дам указанного кода и, стало быть, генерации импульсов со скважностью на пр мом выходе первого разр да и со скважностью /3 на его инверсном выходе. Эти импульсы, проход  через элементы И 6, и ИЛИ i, И 5 и ИЛИ к усили тел м 2 мощности, создают токи величиной 3/ 1ц - в Первой фа.зе и /k - во второй фазе (i и ig н фиг. 2). Во втором такте работы устройства триггер 11 переходит в нулевое состо ние. От положительного перепа да напр жени  на его инверсном выходе запускаетс  делитель 12, ив нем записываетс  число один. В последующих нечетных тактах поступлени  импульсов на шину Т1 аналогично описанному первому такту происходит потактное изменение (и одновременна  передача в регистр 7) кода счетчика 9: 1100; 1110; 1111. Это приводит к потактному уменьшениго тока в первой фазе (-т 0) и его одновременному увеличению во второй фазе (-f-- 1н ; Зц1 нВ течение всего последнего (из этого полуцикла) нечетного такта все триг геры регистра 7 наход тс  в единичных состо ни х, несмотр  на непрерывное поступление на шину Т2 высокочастотных импульсов. В последующих четных тактах посту лени  импульсов на шину Т1, аналогично описанному второму такту, происходит подсчет импульсов в делителе 12 до N. Одновременно с поступлением последнего импульса на выходе переноса делител  12 формируетс  еди ничный импульс, который поступает на тактовый вход распределител  1 и измен ет его состо ние. Начина  с этог момента, единичные потенциалы оказываютс  на Вых. 2 и Вых. 3 распределител  1. Одновременно с этим в делителе 12 восстанавливаетс  первоначальное нулевое состо ние, поскольку он осуществл ет 1деление на . Этим завершаетс  первый полуцикл функционировани  устройства, при котором за четыре такта поступлени  им пульсов на шину Т1 в первых двух фазах двигател  осуществл етс  четырех ступенчатое изменение тока (уменьшение в первой фазе и одновременное увеличение во второйфазе), Ступенчатое изменение тока в смежных фазах двигател  приводит к ступенчатому повороту суммарного вектора электромагнитного момента и соответственно ротора . В результате ротор отрабатывает четыре дробных шагов, величиной АФ- N - 4 где (Х-ос величина основного шага. Второй полуцикл функционировани  устройства аналогичен рассмотренному . первому, с той лишь разницей, что происходит потактное изменение числа единиц в счетчике 9:1110, 1100; 1000; 0000. Это приводит к линейноступенчатому 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,. и 1, условно иллюстрируют процессы ступенчатого изменени  токов в соответствующих фазах (в результате потактного формировани  широтно-модулированных сигналов на инверсном и пр мом выходах первого разр да кольцевого регистра 7 сдвига), которые имели бы место в том случае, если бы на всех выходах (Вых. 1 - Вых. 10) распределител  1 одновременно присутствовали единичные потенциалы. Графики О Ту и 1 на (фиг. 2) иллюстрируют изменение сигналов соответственно на пр мом и инверсном выходах триггера 11 управлени . Кривые ц, ij, л и ij отображают действительный ход ступенчатого изменени  токов а соответствующих фазах.двигател  при реальной циклограмме парного переключени  выходов распределител  1. Рев.ерсирование предлагаемого устройства осуществл етс  путен измене-. ни  ранее приложенного на шине У2 логического потенциала на обратное. При этом измен етс  на обратный описанные выше процессы изменени  кодов в распределителе 1, счетчике 9 и дели теле 12 (фиг. 2). Частота тактирующих импульсов на шине Т1 устанавливаетс  в два раза выше требуемой рабочей частоты, а

частота тактирующих импульсовна шине Т2 выбираетс , исход  из величины электромагнитной посто нной времени данного двигател , чтобы обеспечить допустимые пульсации тока при осуществл емо широтно-импульсной модул ции фазных напр жений.

В общем случае коэффициент дроблени  шага и число разр дов регистра 7 и счетчика 9 может быть равно .

Предлагаемое устройство пригодно дл  управлен и  шаговым двигателем с любым нечестным числом фаз m.3.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР по за вке ff 295б970/2 -07, кл. Н 02 Р 8/00, 1980.

9t,iJ etnj Виг f I . анлАймд I

НЁ

I j... 7

ш

fJ-о о I

ч.S

У/

V.-ij-WV.-«j j 4-v Vi4j-u -Vj

« ч «а е ч

Сз «а Ъ « 5 Л « . Ь fv. «О

. ai.«ilSII«lll s

«41 M

es la

«a 4i

Vb

«M ,