Устройство для управления двумя шаговыми двигателями Советский патент 1983 года по МПК H02P8/40 

Э D X Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в сис темах автоматического управления при водом с шаговыми двигателями. Известно устройство для управления двумя шаговыми двигателями, содержащее два канала управления, каждый из которых включает в себя датчик положения ротора, связанный с распределителем импульсов и усилите лем мощности. Выходы усилителей мощности этого устройства связаны с выходами элементов ИЛИ. Входы каждого элемента ИЛИ соединены с одноименными выходами распределителей импульсов, входы которых через элемен ты ИЛИ соединены с выходами формиро вателей импульсов, связанных входами с выходами датчиков положения. Вторы входы последних элементов ИЛИ подключены к шине внешних импульсов управления 0. V Недостатком этого устройства является невозможность установления заданного соотношения скоростей, а также недостаточная точность, обусловленная тем, что сигналы с датчиков поступают с дискретностью, равно величине шагового интервала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления двумя шаговыми двигателями, содержащее элементы сравнения ИЛИ и два канала регулирования, каждый из которых включает в себя импульсный датчик поло жения вала двигателя, соединенный с входом распределителя импульсов, связанного своими выходами с входами усилителей мощности через логические элементы И, и задатчик соотношения скоростей двигателей С 2. , Недостатком данного устройства является сложность схемы, а также низкая точность регулирования соотно шения скоростей, обусловленная низкой точностью преобразования аналоговых сигналов датчиков положения ротора. Цель изобретения - повышение точности регулирования соотношения скоростей и упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления двумя шаговыми двигателями, состоящем из двух каналов, задатчик соотношения скоростей каждого канала содержит счетчик импульсов и делитель с регулируемым коэффициентом деления, подключенный входом к выходу датчика положения своего канала, а выходом к входу счетчика импульсов, причем выходы всех разрядов обоих счетчиков соединены с входами элемента сравнения , а выходы переполнения через элемент ИЛИ - с входами установки нуля обоих счетчиков. Такое выполнение устройства позволяет путем использования цифровых методов обработки информации о положении шагового двигателя повысить точность регулирования соотношения скоростей и упростить схему устройства. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю. Устройство включает в себя шаговые двигатели 1 и 2 с импульсными датчиками 3 и 4 положения на валах двигателей и фазные усилители 5 и 6 мощности. Выходы датчиков положения связаны через распределители 7 и 8 импульсов с первыми входами двух групп логических элементов И 9-12 и и с входами делителей 17 и 18 частоты с регулируемыми коэффициентами деления. Выходы делителей 17 и 18 частоты связаны с входами счетчиков 19 и 20 импульсов, входы установки нуля которых соединены с выходом элемента ИЛИ 21, связанного входами с выходами переполнения счетчиков 19 и 20 импульсов. Выходы счетчиков импульсов соединены с входами элемента 22 Сравнения кодов, выход которого больше соединен с вторыми входами элементов И одного канала, а выход меньше. - с вторыми входами элементов И другого канала. Выходы элементов И каждого канала связаны .с входами соответствующих усилителей 5 и 6 мощности. Устройство работает следующим образом. 1Уаговые двигатели 1 и 2 с импульсными датчиками 3 и на валах, соединенные с фазными усилителями 5 и 6 мощности, работают в режиме бесконтактной машины постоянного тока. Коммутация фаз обеспечивается подачей с выходов распределителей 7 и 8 импульсов на первые входы логических элементов 9-12 и 13-16. Импульсы с выходов датчиков положения подаются на распределители 7 и 8 импульсов и на делители 17 и 18 частоты. Соотношение коэффициентов деления делителей частоты прямо пропорционально требуемому соотношению скоростей дви гателей. Период поступления импульсо с выходов датчиков3 и , на входы делителей 17 и 18 частоты намного меньше периода импульсов, поступающих на входы распределителей импульсов. Короткие импульсы, поступающие с выходов счетчиков 19 и 20 при их переполнении объединяются элементом ИЛИ 21 и подаются на входы установки нуля обоих счетчиков. Этим обеспечивается привязка начала счета импульсов с разных делителей частоты к единому моменту времени. При отработке одного и того же угла поворота роторов обоих двигателей 1 и 2 число импульсов с делите ля частоты, соединенного с выходом датчика двигателя с большей заданной скоростью будет меньше, чем число импульсов с делителя частоты, соединенного с выходом датчика двигателя с меньшей заданной скоростью. Поэтому на выходе меньше схемы 22 срав нения кодов появляется сигнал высоко го уровня, поступающий на вторые входы элементов И, относящихся к дви гателю с большей заданной скоростью и, соответственно, с выхода больше сигнал низкого уровня поступает на вторые входы элементов И, относящихся к двигателю с меньшей заданной скоростью. При этом двигатель с боль шей заданной скоростью начинает разгоняться, вследствие чего возрастает число импульсов, поступающих с делителя частоты, соединенного с датчиком этого двигателя, и в момент достижения им числа импульсов с делителя частоты, соединенного с датчиком двигателя, имеющего меньшую заданную скорость, происходит переход элемен та 22 сравнения в противоположное состояние. После этого начинает разГОНЯТЬСЯ двигатель с меньшей заданной скоростью, а двигатель с большей заданной скоростью тормозится под действием момента нагрузки до момента очередного срабатывания элемента 22 сравнения. Так как процесс осуществляется с большой частотой, то питание двигателя , вращающегося с большей заданной скоростью, производится последовательностью импульсов с большим коэффициентом заполнения периода, а двигателя, вращающегося с меньшей i заданной скоростью, - последовательностью импульсов с малым коэффициентом заполнения периода, вследствие чего в обмотках двигателей устанавливаются средние знамения токов, прямо пропорциональные коэффициентам заполнения периодов. Управление соотношением скоростей и мгновенных положений роторов двигателей производится внутри каждого шага. Кроме того, при увеличении нагрузки на валу одного из двигателей вызывающей уменьшение его скорости, происходит дополнительный разгон этого двигателя, в то время как другой двигатель тормозится до момента устранения возникшей погрешности в соотношении скоростей. Предлагаемое устройство позволяет непрерывно изменять соотношение скоростей двух двигателей в переходных и установившихся режимах работы и может найти применение в различных системах числового программного управления, например, координатографами, столами металлорежущих станков и т.д. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства достигается путем повышения- точности регулирования и упрощения схемы устройства, что обеспечивается использованием цифровых методов обработки информации о Мгновенных положениях роторов шаговых двигателей.

CZD--.ЕР

kiciki

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ, содержащее элемент сравнений и ИЛИ и два канала регулирования, каждый из которых включает в себя импульсный датчик положения вала двигателя, соединенный с входом распределителя импульсов, связанного своими выходами с входами усилителей мсщ кости через логические элементы И, и задатчик соотношения скоростей двигателей, о т л и ч а ю ч ее с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности управления, задатчик соотношения скоростей кгйкдого камала содержит счетчик импульсов и дештель с регулируемым коэффициентом деления, подключенный входом к выходу датчика положения своего кайала, а выходом - к входу счетчика импульсов, причем выходы всех разрядов обоих счетчиков соединены с входами э/жмента сравнения, а выходы переполнения через элемент ЦШ - с входами установки нуля обоих счетчиков ..