Устройство для управления шаговыл\ двигателем

Устройство для управления шаговыл\ двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от аит. свидетельства ¹

Заявлено 23.III.1971 (№ 1634126/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.1.197i3. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 28.I II.1973

М. Кл. G 05@ 19/ОО

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДK 621.52.008,2 (!088.8) Автор изобретения

П, И. Комендантов

Заявитель Ленинградское производственное обьединение «Красная Заря»

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

При намотке катушек с необходимым шагом раскладки применяется шаговый двигатель, для управления которым предназначено данное устройство.

Известны устройства для управления шаговым двигателем, содержащие счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок прямой коммутации, а другой — через блок обратной коммутации соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные шаговый двигатель и проводоукладчик подключен к механизму установки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпинделе, на который насажена катушка.

Предлагаемое устройство отличается тем, что выход датчика импульсов через дополнительные последовательно соединенные усилитель и формирователь подключен ко входу счетчика — дозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен со входами блоков прямой н обратной коммутации, а выход механизма установки ширины раскладки подключен ко входу блока реверса. Это позволяет расширить область применения устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — электрическая схема.

В устройство входят датчик импульсов 1 в виде насаженного на шпиндель 2 намоточного станка зубчатого диска, например, с

20 зубцами, расположеннымн между полюсами датчика; усилитель 8 и формирователь 4 импульсов, счетчик-дозатор 5, второй формн5 рователь 6, блок реверса 7, блоки прямой 8 и обратной коммутации 9 и коммутатор 10.

Устройство через коммутатор связано с оомотками шагового двигателя 11 и проводоукладчиком 12, который через механизм уста10 новки ширины раскладки 18 в свою очередь связан с блоком реверса устройства и через провод — с катушкой 14. Датчик импульсов состоит из двух обмоток 15 и 16 (см. фиг. 2), намотанных на магнитопровод 17. С .помощью

15 обмотки 15 сердечник намагничивается по- стоянным током. Цепь намагничивания состоит ид диода 18, конденсатора 19 и резистора 20. Обмотка 16 датчика подключена на вход усилительного каскада HB транзисторе

20 21, резисторах 22 — 25 и конденсаторах 26 и

27. Выход усилительного каскада соединен через конденсатор 28 со входом триггера

Шмидта на транзисторах 29 и 80, резисторах

81 — 85 и диоде 86. Выход триггера соединен

25 с управляющим электродом тиристора 87, входящего в формирователь 4 на транзисторах 88, 89, конденсаторе 40, резисторах 41—

48. Счетчик-дозатор, подключенный к выходу формирователя 4, состоит из резисторов 44 и

ЗО 45, динистора 46 и конденсатора-накопителя.-!/ Вы од с )стчика- Ir>)) ),) ра и! Iи гк) и-н е фо ) мировате IK) 6, состоящем из т )анзистора 48, тиристора 49, резисторов 50 и 51. Выход формирователя через конденсаторы 52 и

53 соединен со входами блоков прямой и 0!)ратной коммутации.

Блок реверса 7 представляет собой триггер с двумя устойчивыми состояниями на тиристорах 54 и 55, диодах 56 и 57, конденсаторе

58, резисторах 59 — 62. Выход правой половины блока реверса соединен со входом блока обратной коммутации.

Блок прямой коммутации 8 собран на транзисторах 68 — 66, эмиттер каждого из которых соединен с катодом предыдущего тиристора, а коллектор — с управляющим электродом последующего. В блоке обратной коммутации

9, состоящем из транзисторов 67 — 70, эмиттер ка)кдого транзистора соединен с катодом последующего тиристора, а коллектор — с управляющим электродом предыдущего.

Блок коммутации состоит из тиристоров

71 — 74, соединенных последовательно с обмотками шагового двигателя 75 — 78 и конденсаторов 79 — 82, соединяющих катоды тиристоров. Обмотки шагового двигателя зашунтированы диодами 83 — 86.

Для приведения в исходное рабочее положение блока коммутации и блока реверса пусковая кнопка 87 намоточного станка через диод 88 и резистор 89 соединена с управляющим электродом тиристора 71, а через диод 90 и резистор 61 — с управляющим электродом тиристора 54.

Блок реверса переключается подачей положительного потенциала на управля)ощие элементы тиристоров 54, 55 при замыкании контакта проводоукладчика, находящегося под положительным потенциалом с контактами

91, входящими в механизм установки ширины намотки.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Зубцы диска, насаженного на шпиндель 2 намоточного станка, вращаясь между полюсами датчика 1, возбуждают в нем импульсы э.д. с, Эти импульсы через усилительный каскад 8 попадают на формирователь 4, где преобразуются в импульсы, одинаковые по длительности и форме. Эта необходимость вызвана тем, что при изменении скорости вращения шпинделя изменяется длительность импульса, выдаваемого датчиком (если скорость вращения шпинделя падает, импульс удлиняется и наоборот) . С формирователя импульсы проходят на счетчик-дозатор 5 и накапливаются в нем. Через определенное количество импульсов, в зависимости от установленного шага раскладки, дозатор выдает их на формирователь б, откуда импульсы определенной длительности и формы поступают на блоки прямой 8 и обратной 9 коммутации. ,Один из блоков коммутации заперт блоком реверса. Допустим, что заперт блок обратной коммутации. 9. Тогда блок прямой коммута5

60 б5 цпц Я воз ейс)гл, ет па ).n ) .,ll-)а р ор 70 -р а.:и-) оо )азом, )то он поочсредно по та т питаю)щг-r наиря>ксние 1)r обмотки шагового дни га геля с прямой последовательностью.

Двигатель перемещает проводоукладчик вправо, и он раскладывает провод на наматываемую катушку. Проводоукладчпк перемещается между контактами 91 механизма установки ширины намотки. Когда он доходит до правого контакта, сигнал поступивший от него на блок реверса 7, переключает тиристорный триггер во второе устойчивое положение. Блок прямой коммутации 8 запирается, открывается блок обратной коммутации

9, и коммутатор 10 начинает, подавать питающее напряжение на обмотки шагового двигателя в обратной последовательности.

Проводоукладчик движется в обратную сторону до замыкания с llðотивопо Iîæным контактом механизма уcTBIIQB) H ширины намотки.

Схема управления намоточным станком (фиг, 2) построена таким образом, что при нажатии на пусковую кнопку 88 открываются тиристоры 54, 71 и приводится в рабочее состояние устройство для управления шаговым двигателем, а при отпускании кнопки включается двигатель памоточного станка — начинается намотка. Зубцы диска, насаженного на шпиндель, проходя между полюсами датчика, возбуждают в обмотке 16 импульсы э.д.с. Эти импульсы через усилительный каскад на транзисторе 21, а затем триггер Шмидта поступают на вход формирователя 4 — управляющий электрод тиристора 87. Тиристор открывается, конденсатор 40 заряжается через резистор 48, эмиттербазу транзистора 89, который открывается на время заряда конденсатора. При г)рекращении импульса э.д. с. на управляющем электроде тиристора 87 тиристор запирается вследствие того, что ток, проходящий через резистор 41, меньше тока отключения тиристора. При закрытии тиристора 37 начинается разряд конденсатора 40 через эмиттер-базу транзистора 38, резистор

41, а следовательно, и через эмиттер-коллектор этого транзистора. Таким образом, транзистор 89 открывается каждый раз на одно и то же время — время заряда конденсатора 40 независимо от длительности входных импульсов, т. е. от скорости намотки. При каждом открытии транзистора 89 заряжается конденсатор 47. Величина заряда зависит от сопротивления резистора 44. Когда сопротивление полностью выведено, конденсатор за четыре им пульса заряжается до напряжения открытия динистора 46, а когда сопротивление полностью введено динистор открывается примерно за 60 импульсов.

При открытии динистора происходит быстрый разряд конденсатора 47 через небольшое сопротивление резистора 45 и эмиттер-базу транзистора 48. Транзистор открывается и подает положительный импульс на управляющий электрод тиристора 49. Он открывается, и прав — е оо1 ла Iкц конченсaгоров 522 58 Qvа.:ываются подключеннгями на мин ..e U., Но, как уже говорилось, при нажатии на пусковую кнопку 87 был включен тиристор 54, и с нагрузочного резистора 59 на левую обкладку конденсатора 58 был подан положительный потенциал, превышающий U>. Благодаря этому при открытии тиристора 49 и подключении правой обкладки конденсатора 58 на минус Uz на левой его обкладке остается положительный потенциал относительно плюсовой ширины U>. Левая же обкладка конденсатора

52 при открытии тиристора 49 приобретает отрицательный потенциал, и поэтому происходит заряд конденсатора 52 с катода открытого тиристора 71 через эмиттер-базу транзистора 64.

Транзистор открывается и с катода тиристора 71 подает плюс на управляющий электрод тиристора 72. Открывшийся тиристор 72 подает ток в обмотку шагового двигателя 76, а через конденсатор 80 отключает тиристор

70, т. е. выключает обмотку 75. При закрытии тиристора 49 конденсатор 52 разряжается через резисторы 60 и 50. При следующем открытии тиристора 49 конденсатор 52 заряжается с катода тиристора 72 через эмиттер-базу транзистора 65. Транзистор открывается и включает тиристор 78, тиристор 72 отключается конденсатором 81 и т. д. Шаговый двиrareëü перемещает проводоукладчик вправо.

Когда пронодоукладчик замыкается с правым контактом 91 механизма установки ширины намотки, включается тиристор 55, а тиристор

54 выключается конденсатором 58. С резистора 60 положительный потенциал подается на ев; го оокладкг конденсатора 12 и элок прямой коммутации тока в обмотках шатового двигателя оказывается запертым, а блок обратной коммутации — открытым. И если до

5 этого оыл включен тирпстор 78,,прп открытии тиристора 49 конденсатор 58 заряжается с катода тиристора 72 через эмнттер-базу тпрнстора 78. Тпристор открывается и включает тиристор 72, а конденсатор 81 отключает тп10 ристор 69, т. е. начинается обратная коммутация тока в обмотках шагового двигателя, и проводоукладчик начинает движение к левому контакту механизма установки ширины намотки.

Предмет изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок пря20 мой коммутации, другой — через блок обратной коммутации соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные шаговый двигатель и проводоукладчик подключен к механизму уста25 нонки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпинделе, на который насажена катушка, orëè÷ïþùååñÿ тем, что, с целью расширения области применения, выход датчика импульсов через дополнительные

30 последовательно соединенные усилитель н формирователь подключен ко входу счетчикадозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен с выходами блоков прямой н обратной коммутации, 35 а выход механизма установки ширины раскладки подключен ко входу блока реверса.

19

Составитель Н. Мукосеева

Редактор Б. Федотов

Техред Л. Грачева

Корректор Н. Лук

Заказ 727(13 Изд. № 183 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4:5

Типография, пр. Сапунова, 2