Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага

Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и быть использовано для управления шаговыми двигателями с четным числом фаз m 4; 6; 8; . , Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Устройство содержит нереверсивный двоичный счетчик 1, шины высокочастотных и низкочастотных импульсов тактирования, реверса и обнуления, инвертор 4, а в каждом канале управления - последовательно соединенные логический элемент И 9, усилитель 10 мощности, соединенный с фазной обмоткой шагового двигателя, реверсивный двоичный счетчик 2, элемент сравнения кодов , шину единичного логического потенциала , первый 5 и второй 6 мультиплексоры 4 на 1, а также дешифратор 7. 1 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767008/07 (22) 23.10.89 (46) 23.09,91, Бюл. М 35 (71) Кооператив "Сигма" при Ереванском конструкторском отделе специального конструкторского бюро Всесоюзного научно-исследовательского института оптикофизических измерений (72).В.Ш.Арутюнян, А.Ç.Мурадян и Г.Б.Мнацаканян (53) 621,313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1061230, кл, Н 02 P 8/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1149367, кл. Н 02 Р 8/00, 1983, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных системах с дискретным электроприводом для электрического дробления шага m-фаэного шагового двигателя, где m =4, 6, 8..., — четное число.

Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности.

Устройство содержит нереверсивный счетчик 1, тактовый вход которого соединен с шиной высокочастотных импульсов тактирования 4, реверсивный двоичный счетчик

2, входы управления которого соединены соответственно с шинами низкочастотных импульсов тактиравания fH реверса "Реверс" и установки в нулевое исходное состояние "Уст,0", элемент 3 сравнения кодов, . Ж,„, 1679598 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ДРОБЛЕНИЕМ

ШАГА (57) Изобретение относится к электротехнике и мажет быть использовано для управления шаговыми двигателями с четным числом фаз m = 4; 6; 8; ..., Цель изобретения— упрощение и повышение надежности. Устройство содержит нереверсивный двоичный счетчик 1, шины высокочастотных и низкочастотных импульсов тактирования, реверса и обнуления, инвертор 4, а в кажг дом канале управления — последовательно соединенные логический элемент И 9, усилитель 10 мощности, соединенный с фазной обмоткой шагового двигателя, реверсивный двоичный счетчик 2, элемент сравнения кодов, шину единичного логического потенциала, первый 5 и второй 6 мультиплексоры 4 на 1, а также дешифратор 7, 1 ил. входы А и В которого соединены соответственно с выходами всех разрядов нереверсивного счетчика 1 и с выходами младших разрядов реверсивного счетчика 2, инвертор 4, вход которого соединен с выходам

В > А элемента 3 сравнения кодов, первый мультиплексор 5, первый информационный вход которого соединен с выходом В > А элемента 3 сравнения, четвертый информационный вход — c выходом инвертора 4, а адресные входы — с выходами первого и второго старших разрядов реверсивного счетчика 2, второй мультиплексор 6, второй информационный вход которого соединен с выходом инвертора 4, третий информационный вход — с выходом В > А элемента 3 сравнения, а адресные входы — с выходами

1679598

20 зом первого и второго старших разрядов реверсивного счетчика 2, дешифратор 7, входы которого соединены с выходами со второго по последний старших разрядов реверсивного счетчика 2, шину 8 единичного логического потенциала, соединенную с вторым и третьим информационными входами первого мультиплексора 5 и с первым и четвертым информационными входами второго мультиплексора 6, логические элементы И 9.19.4, первые входы которых для нечетных каналов соединены с выходом первого мультиплексора 5, а для четных каналов — с выходом второго мультиплексора 6, вторые входы соответственно с выходами дешифратора 7, усилители 10.1 — 10.4 мощности, коммутирующие токи фазных обмоток 11.111.4 шагового двигателя.

Устройство работает следующим обра5

4 жает протекать номинальный ток I>, во всех остальных фазах токи отсутствуют, После переполнения младших разрядов счетчика 2 на выходе первого из его старших разрядов возникает единичный потенциал.

Это приводит к выборке вторых информационных входов мультиплексоров 5 и 6. В результате этого на выходе мультиплексора 5 устанавливается единичный потенциал, а на выходе мультиплексора 6 по мере заполнения единицами младших разрядов счетчика

2 формируются ШИМ вЂ” сигналы с линейно и дискретно уменьшающейся скважностью (из-за инверсии элементом 4 выходной информации элемента 3 сравнения). Благодаря этому через первую фазу протекает номинальный ток 4, через последнюю фазу— линейно-ступенчато спадающий ток, а в остальных фазах токи отсутствуют.

Аналогично описанному после каждого

35

Ф

После подачи импульса обнуления на шину "Уст.0" реверсивный счетчик 2 устанавливается в нулевое исходное состояние, При этом выбираются первые информационные входы мультиплексоров 5 и 6, а также первый и последний выходы дешифратора

7 (т.е. на первом и m-ом его выходах устанавливаются единичные потенциалы, а на остальных выходах — нулевые логические потенциалы). В соответствии с требуемым направлением вращения двигателя к шине

"Реверс" прикладывается единичный или нулевой логические потенциалы. Высокочастотные тактирующие импульсы непрерывно подаются на шину 4 устройства. B этом исходном состоянии устройства на выходах элемента 3 сравнения кодов и мультиплексора 5 устанавливаются нулевые потенциалы, а на выходе мультиплексора 6— единичный потенциал. Благодаря этому в последней m"ой фазе двигателя устанавливается номинальный ток Iu, а в остальных (m-1)-фазах токи отсутствуют.

По мере поступления низкочастотных импульсов тактирования на шину fi< на вы, ходах младших разрядов счетчика2 формируются двоичные коды, Эти коды сравниваются в элементе 3 сравнения с кодами выходных разрядов счетчиков 1. В результате этого на выходе (В > А) схемы 3 сравнения возникают высокочастотные широтно-импульсно-модули ро ванн ые (Ш ИМ) сигналы с линейно и дискретно увеличивающейся скважностью. Они проходят через выбранный первый информационный вход мультиплексора 5, первый элемент И 9.1 и усилитель 10.1 к первой фазе 11.1 двигателя и создают в ней линейно-ступенчато нарастающий ток(до номинального его значения

4), При этом через последнюю фазу продолпереполнения младших разрядов счетчика

2 его старшие разряды постепеннозаполняются единицами, В результате этого поочередно. выбираются последующие информационные входы мультиплексоро 5 и 6, а также последующие пары (1,2 — 2,33,4„,. и т.д,) выходов дешифратора 7. Это приводит к коммутации по фазам 11 двигателя нулевых, номинальных или линейноступенчатых токов в зависимости от формируемых на выходах мультиплексоров

5 и 6 потенциалов и ШИМ-сигналов, Благо-, даря этому ротор отрабатывает соответству- ° ющие числа дробных. шагов, а вектор его результирующего момента описывает mугольный годограф по полю двигателя.

Реверсирование устройства осуществляется путем изменения ранее приложенного на шине "Реверс" логического потенциала на обратный. Частота низкочастотных тактирующих импульсов на шине fH уста на вл и в а ется в соответствии с требуемой рабочей скоростью данного двигателя при заданном коэффициенте дробления шага, а частота высокочастотных импульсов тактирования 4 выбирается, исходя из величины электромагнитной постоянной времени двигателя так, чтобы обеспечить допустимые пульсации тока, Коэффициент дробления основного шага двигателя определяется выражением

Кд = 2.2", где n — число младших разрядов счетчика 2 и число разрядов счетчика 1.

Число старших разрядов счетчика 2 определяется выражением Р = 1)+ togs (, где

m — число фаз двигателя и число выходов дешифратора 7. Число уровней квантования токов в фазах равно 2".

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более

1679598 простую логическую структуру и содержит меньшее число элементов памяти, что позволяет значительно повышать надежность функционирования.

Составитель В.Алфимов

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор Т.Куркова

Заказ 3220 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее нереверсивный двоичный счетчик, вход которого соединен с шиной высокочастотных импульсов тактирования, шины низкочастотных импульсов тактирования, реверса и установки в нулевое исходное состояние, инвертор, каналы управления по числу фаз, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные логический элемент И и усилитель мощности с выводами для соединения с фазной обмоткой шагового двигателя, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, введены шина единичного логического потенциала, элемент сравнения кодов, два мультиплексора 4 на 1, дешифратор и реверсивный двоичный счетчик, входы которого соединены соответственно с шинами низкочастотных импульсов тактирования, реверса и установки в нулевое исходное состояние, первая группа входов элемента сравнения кодов соединена с выходами разрядов нереверсивного двоичного счечтика, вторая группа входов— с выходами младших разрядов реверсивного двоичного счетчика, ад5 ресные входы мультиплексоров соединены соответственно с выходами первого и второго старших разрядов реверсивного двоичного счетчика, входы дешифратора соединены с выходами с второго по последний

10 старших разрядов реверсивного двоичного счетчика, а выходы — соответственно с первыми входами элементов И всех каналов, первый информационный вход первого мультиплексора и третий информационный

15 вход второго мультиплексора соединены с входом инвертора и выходом элемента сравнения кодов, второй, третий информационные входы первого мультиплексора и первый, четвертый информационные входы

20 второго мультиплексора соединены с шиной единичного логического потенциала, четвертый информационный вход первого мультиплексора и второй информационный вход второго мультиплексора соединены с

25 выходом инвертора, выход первого мультиплексора соединен с вторыми входами элементов И нечетных каналов, а выход второго мультиплексора — с вторыми входами элементов И четных каналов. л

Ею