Устройство для многорежимного управления @ -фазным шаговым электродвигателем Советский патент 1984 года по МПК H02P8/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления шаговым электродвигателем с любым числом фаз в дискретных системах автоматизированного электропривода. Известно устройство для многорежимного управления шаговым электродвигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсов, включакдций в себя шины выбо pa режима коммутации и реверсивный счетчик с входом выбора коэффициента ,, связанный счетным входом с nefc)Bbavi выходом источника сигналов уп равления, а выходами через усилители с фазами двигателя Cl3. Недостатками устройства являются сложность, обусловленная большой избыточностью неработа1кяцих в каждом ре жиме коммутации кодовых матриц и регулятора объема реверсивного счетчика, а также низкое быстродействие из за невозможности перестройки режима коммутации в процессе работы. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство для многорежимного управлени т-фазным шаговым электродвигателем, содержащее источник питания, источник сигналов управления, распределитель импульсов, включакадий в себя ре версивный счетчик с гяинами тактирова ния, реверса, выбора коэффициента пе ресчета и установки в исходное состо яние, соединенными с источником сигналов управления, шины выбора режима коммутации и подключенные к ним свои ми информационными входс1мй m мультиплексоров, связанных адресными входа ми с разрядными выходами реверсивног счетчика, а выходами - с входами уси лителей мощности, коммутируннцих фазы шагового электродвигателя. Недостатками устройства являются сложность схемы и его управления, а также низкая надежность, обусловленные большой избыточностью йспользуемых мультиплексоров (имекщих по два информационных входа) и большим чиспом шин выбора режима ко «4утации. Кроме того, при неизменнной частоте тактирования устройства переходы с симметричных режимов на несимметричные и наоборот приводят к изменению (вдвое) средней скорости выходного рала двигателя ,(из-за изменения вдво величины единичного шаг9у. А при работе на частотах, близких к приемистости для сохранения нормальной работы (устойчивости) двигателя при переходах с несимметричных режимов на симметричные, требуется вдвое yмe ьшить тактовую чабтоту. Это создает дополнительные, неудобства в управлении. , , , Цель изобретения - упрощение- устройства и управления им,.- а также повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для многорежимного управления т-фазным шаговым электродвигателем распределитель импульсов дополнительно содержит шину задания тактности коммутации и подключенный к ней первым входом логический элемент 2 ИЛИ, соединенный вторым входом с выходом первого разряда реверсивного счетчика, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным Ъходам всех m мультиплексоров, выполненных т-входовыми, каждая i-я шина из т-2 шин выбора режима коммутации подключена к первому, второму,...,т-му информационным входам с.первого по т-й соответственно i-го, (i+1)-го,..., т-го, первого, второго,...,(1-1)-го мультиплексоров, выход логического, элемента 2 ИЛИ подключен к первому, второму,..., т-му информационным входам с первого по m-n соответственно (ni-l)-ro, m-ro, первого, второго,..., (т-2)-го мултиплексоров, а остальные m информационных входов соответственно т-го, первого, второго, ...,(т-1)-го мультиплексоров подключены к нулевой шине источника питания. На чертеже приведена функциональная схема устройства применительно к управлению т-фазным шаговым электродвигателем. Устройство содержит источник 1 сигналов управления, распределитель 2 импульсов, включающий в себя реверсивный счетчик 3 с шинами тактирования 4, реверса 5, выбора коэффициента пересчета 6 и установки в исходное состояние 7. Шины выбора рбжима коммутации 1 -Ут-2 °Д ® к, информационньич входам m мультиплексоров 8 т связанных адресными входами с разрядными виходами реверсивного счетчика 3, а выходами - с входами усилителей мсяцности, коммутирующих фазы шагового двигателя 10. В состав распределителя импульсов дополните.. введена шина задания тактности коммутации у и подключенный к ней своим первым входом логический элемент 2 ИЛИ 11, соединенный своим вторым входом с выходом первого разряда реверсивного счетчика 3, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех m мультиплексоров 8.,-8. Каждый из мультиплексоров имеет по m инфор- мационных входов. Каждая 1-я шина (у,-) из т-2 ijmH выбора режима кокмутации (у - УИ-,) подключена к первому, в торому,.. Г., m -му информационным входам соответственно 8.;, 8, 8, 8 , 6.. м Jiьтиплeкcopoв. Выход логич;еского элемента 2 ИЛИ подключен к первому, второму,..., т-му информационным входам соответственно , 8 „, , 8, 82,..., 8.2 У ьтиплексоров. Остальные информационные входы мультиплексоров подключены к нулевой шине 12 источника питания. В общем случае при управлении т-фазным шаговым двигателем коэффици ент пересчета ревеосивного счетчика определяется выражением К, 2т, а об щие числа всевозможных симметричных NJ и несимметричных Н, режимов коммутации фаз определяются выражениями Hj. m-1 и-Nj, щ-2 соответственно. Устройство работает следующим образом. Для подготовки к-работе в зависимости от треб емого режима от источника 1 сигналов к шинам 5 и 6 управления реверсивного счетчика 3 прикла дываются соответствующие уровни поте циалов управления. На шину 7 подаётс сигнал обнуления, В зависимости от Режимы коммутацииL..L2i -L - itiJ--ij-L.j--It требуемой тактности коммутации m (симметричные режимы) или 2 (несимметричные режимы ) к шине задания тактности у прикладывается соответственно единичный или нулевой логические уровни. При поступлении из источника 1 сигналов на шину 4 тактирования счетчика 3 тактовых импульсов на выходах мультиплексоров поочередно вырабатываются кодовые комбинации, соответствующие заданному режиму коммутации фаз выбранного двигателя. Переход содного из режимов на любой другой при заданном двигателе осуществляется изменением потенциалов на шинах у Ут-1 ® зависимости от симметричности или несимметричности .режима также на шине у. В таблице приведена зависимость потенциалов на шинах от режимов коммутации . Коды управления шинами режимов

Продолжение таблицы

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее источник питания, источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя реверсивный счетчик с шинами тактирования, реверса, выбора коэффициента пересчета и установки в исходное состояние, соединенными с источником сигналов управления-, шины выбора режима коммутации и подключенные к ним своими информационными входами m мультиплексоров, связанных адресными, входами с разрядными выходами реверсивного счетчика, а выходами -. с входами усилителей мощности, коммутирующих фазы шагового электродвигателя, о т л и ч ающеес я тем, что,, с целью упрощения устройства и управления им, а также повышения надежности, распределитель импульсов дополнительно содержит шину задания тактности коммутации и подключенный к ней первым входом логический элемент 2 ИЛИ, соединенный вторым входом с выходом первого разряда реверривното счетчика, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех -т-входовых мультиплексоров, каждая i-я шина из (т-2) шин выбора режима коммутации подключена к инфор- § мационным входам с первого по т-й со- (Л ответственно i-fo,

поступления тактирующих импульсов в реверсивный счетчик, поэтому при работе на частотах, близких к частоте приемистости, для перехода с несимметричных режимов на симметричные нет необходимости в изменении тактовой частоты. Это упрощает процесс управления устройством и позволяет сохранить среднюю скорость вращения вала двигателя при переходе с одного .режима на другой.

В общем случае для управления т-фазным ШЭД в симметричном режиме с нулевые потенциалы прикладываются ко всем управляющим шинам у -у в режиме с - только к шинам 3 - толькб к шинам , и т.д. А в режиме .q ко всем управляющим. шинам,у, -Уу„. подаются единичные потенщ Алы.

При несвмметричйом режиме с шиничныйпотенциал прикладывается

управляющим шинам.

При всех т-1 возможных симметрич- ных режимах коммутации к шине у прикладывается единичный потенциал, пр всех т-2 возможных несимметричных режимах - нулевой потенциал.

Предлагаемое выполнение устройства позволяет упростить схему и .снизить предъявляемые к источнику сигналов управления требования по обеспечению всевозможных программ изменения режимов коммутации в процессе работы устройства, что достигается путем уменьшения информационных объемов и числа информационных входов мультиплексоров; упрости -ь управление устройством при переходах с -одного режима коммутации на любой другой путем значительного сокращения общего числа шин управления, повысить надежность функционирования устройства. Это достигается путем исключения аппаратурной и информационной избыточности используемых узлов и элементов, а также общего со-: кращенйя аппаратуры в устройстве в иелам, независимо от режима коммутации фаз, обеспечить неизменность средней скорости вала при неизменной частоте тактирующих импульсов.