SU997223A2 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Description

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ: УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управлени  с шаговыми двигател ми.

По основному авт. св. № известно устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, источники питани  посто нного тока высокого и низкого уровней, функциональный преоб-разователь , выполненный в виде расширител  импульсов,с длительностью импульса , завис щей от частоты входных импульсов, вход которого соединен с входами распределител  импульсов , и многоканальный усилитель мощности , каждый канал которого включает основной ключевой элемент, соединенный своим входом с выходом распределител  импульсов, вспомогательный ключевой элемент и разделитель ные диоды. В каждый канал усилител  мощности введен логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход

которого соединен с выходом распределиteл  импульсов, второй - с выходом расширител  импульсов, а выход с входом вспомогательного ключевого элемента Г 11.

. Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченный диапазон рабочих частот.

Цель изобретени  - расширение

Q. диапазона рабочих частот.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве расширитель . импульсов содержит генератор, делитель частоты, шесть эленентов И ,

,5 три элемента ИЛИ,два счетчика импульсов и счетный триггер, св занный входом с выходами распределител , пр мой выход которого соединен с первыми входами пеовогр,

Claims (2)

1. 20 четвертого и шестого элементов И, инверсный выход - с первыми входами второго., третьего и п того элементов И, выход генератора соединен с входом делител  частоты и вторыми входами второго и четвертого ментов И, выход делител  частоты св зан с вторыми входами первого и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И св заны с входами первого элемента ИЛИ, а его выход - с входом первого счетчика импульсов, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ, а его выход - к входу второго счетчика импульсов ,выход первого счетчика соединен с вторым входом п того элемента И, выход второго счетчика - с /вторым входом шестого элемента И, ВЫХОДЫ п того и шестого элементов И св заны с входами третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к вто- рым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Устройство содержит источник 1 пов шенного напр жени , основной источни 2 питани , распределитель 3 импульсо разделительные диоды k, основные клю чевые элементы 5, вспомогательные кл чевые элементы 6, логические элемен ты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, элемент ИЛИ 8 расширитель импульсов с длительность импульса, завис щей от частоты, COCT  щий из генератора 9 делител  10 частоты, счетного триггера 11, элеме 12-17. элементов ИЛИ 18-20 и тов И 21 и 22. двух счетчиков 2 и Устройство работает следующим образом . , Расширитель импульсов преобразует значение периода управл ющих импульсов в длительность форсировочного им пульса, причем чем меньше период управл ющих импульсов, тем больше длительность форсировочного импульса. При частотах управл ющих импульсов меньших некоторой частоты f,. длитель ность Форсировочного импульса равна нулю, а при частотах управл ющих импульсов выше некоторой частоты f длительность форсировочного импульса равна периоду управл ющих импульсов . Если частота управл ющих импульсов меньше f,, ,то при поступлении разрешающего сигнала с выхода распределител  3 включаетс  основной ключевой элемент 5, и ток от источника 2 питани  протекает через обмотку двигател . При этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 формируетс  запрещающий сигнал, так как длительность форсировочного импульса равна нулю и вспомогательный ключевой элемент 6 выключаетс . Таким образом, в этом случае ток в обмотке нарастает плавно под действием основного низковольтного источника
2. 2. При пропадании разрешающего : сигнала с выхода распределител  3 импульсов ключевой элемент 5 .выключаетс , а на выходе логического элемента 7 формируетс  разрешающий сигнал , включающий ключевой элемент 6. При этом ток в обмотке медленно; спадает, так как- величина активного сопротивлени  в цепи разр да обмотки двигател  весьма мала. Таким образом , при f., fn процессы нарастани  и спадани  тока в обмотках двигател  относительно, медленные , что обусловливает Главное движение его ротора. . При частоте управл ющих импульсов .fи пор док работы ключевого элемента 5 остаетс  без изменений, а ключевой элемент 6 под действ.ием выходного сигнала логического элемента 7 при включенном ключевом элементе 5 включаетс  на врем  равное длительности форсировочного импульса с приходом каждого управл ющего импульса,а при выключенном ключевом элементе 5 . выключаетс  на тоже врем .При этом ток в обмотке, двигател  при ее включении .ступенчато нарастает,а при выключении ступенчато спадает. Количество и значени  ступеней тока определ ютс  числом фаз двигател  и тактов коммутации . При этом если число тактов коммутации относительно велико, что имеет место дл  современных высокочастотных шаговых двигателей, то форма тока в обмотках приближаетс  к пилообразной, что способствует плавному движению ротора двигател . При частоте управл ющих импульсов f,fg ключевой элемент 6 включаетс  и выключаетс  синхронно с ключевым элементом 5, при этом обеспечиваетс  максимальное форсирование переходных процессов в обмотках двигател . Расширитель импульсов работает следующим образом. Управл ющие импульсы поступают через элемент В на счетный вход триггера 11. Пусть в .некоторый момент времени разрешающий сигнал присутствует на пр мом выходе счетного триггера 11. Тогда к входу счетчика 21 через элементы 12 и 18 подключаетс  выход делител  10 частоты и счетчик 21 начинает п дсчет импульсов частоты fд, поступающей с выход делитед ЛО. После прихода следующе управл ющего импульса счетный триггер переключаетс , прохождение импу сов частоты f. на вход счетчика 21 запрещаетс  и разрешаетс  прохождение импульсов частоты генератора 9 fir-v При этом выход счетчика 21 через элементы 16 и 20 подключаетс  входам элементов 7. Длительность выходного импульса Т равна времени заполнени  счетчика частотой f. и определ етс  выражением т 1- и IA. где NCI,- емкость счетчика. В этом такте счетчик 22 заполн етс  импульсами частоты f В сле22 мен дующем такте счетчики 21 и ютс  рол ми. Таким образом, в каждо ( Такте рдин из счетчиков служит дл  измерени  периода управл ющих импульсов, а другой - дл  формирова ни  импульса форсировки. Длительность форсирующего импульса при это определ етс  периодом управл ющих импульсов в предыдущем такте. Счетч ки устанавливаютс  в нулевое состо  ние после окончани  формировани  фо сирующего импульса (цепи сброса не показаны). Максимальное значение т ка в обмотке двигател  при этом приближенно определ етс  выражением (дл  симметричной коммутации) I JKiMnvyn i ацпKIу . И n .., .ч.)(., ,Л ) V- 2 3„| - СКф-1) иф--), - посто нна  времени обмотки . ШД;.. . Э К - -коэффициент форсировани ; ЗА- достижимый ток ПрИ ПОДКЛЮ чении источника 2 питани ; 3ц- номинальный ток; п - число тактов коммутации. Дл  поддержани  ) const необходимо выполнить условие l() 1. Дл  Тф .0 при €н Дл  .при trfQ т;-ЧПриведенные выражени  позвол ют выбрать параметры расширител  импульсов (частоты fj. и f, емкость счетчика NQ) дл  конкретного случа . Таким образом, степень форсировани  нарастани  и спада тока в обмотках двигател  зависит от текущего значени  частоты управл ющих импульсов , что обеспечивает плавность /: вижени  ротора в широком диапазоне частот с сохранением высоких динамических .характеристик. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  шаговым двигателем по авт. св. № , : отличающеес  тем, целью расширени  диапазона рабочих частот, расширитель импульсов содер-, жит генератор, делитель частоты, шесть элементов И, три элемента ИЛИ, два счетчика импульсов и счетный триггер, св занный входом с выходами. , распределител , пр мой выход которого соединен с первыми входами пеового, четвертого и шестого элементов И, инверсный выход - с первыми входами второго, третьего и п того элементов И, выход генератора соединен с входом делител  частоты и вторыми входами второго и четвертого элементов И, выход делител  частоты св зан с вторыми входами первого и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И св заны с входами первого элемента ИЛИ, а его выход - со входом первого счетчика импульсов, выходы третьего и четвертого элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ, а его выход - ко входу второго счетчика импульсов, выход первого счетчика соединен со вторым входом п того элемента И, выод второго счетчика - со вторым входом шестого элемента И, выходы п того и шестого элементов И св заны со входами третьего элемента , подключенного выходом к вторым ходам элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР }f , кл. Н 02 Р Э/00, 1979.