Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1985 года по МПК H02P8/22 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению шаговыми двигателями всех типов по программе, задаваемой программным устройством или ЭВМ, и может быть применено в оптико-механических ска нирукядих устройствах, управляемых от ЭВМ, а также в других устройства где требуется изменение шага и энергетических характеристик шагового двигателя по гибкой программе (цифровые системы автоматического управления, станки с числовым программным управлением и т.д.). Известно устройство для многорежимного управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсо включакндий в себя шины выбора режим коммутаций и реверсивный счетчик с входом выбора коэффициента счета, связанный счетным входом с первым . выходом источника сигналов управления, а выходами через усилители с фазами дригателя. Распределитель состоит из преобразователей двоично го кода в унитарный, число которых .равно числу фаз двигателя, адресные вхрды каждого преобразователя подключены к выходам счетчика, задающие входы - к шинам выбора режима коммутаций, а выходы - к входам уси лителей причем вход выбора коэффиц ента счета счетчика соединен с вторым выходом источника сигналов УП- равления 1 . Однако такое устройство не обесп чивает искусственного дробления шага и не позволяет гибко изменять энергетические характеристики двигателя в широкцх пределах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределите.ль импульсов с регистром в каждом кана ле, связанным выходами через цифроаналоговый преобразователь с усилителем мощности, и программный блок с тактовым выходом и выходами режима работы, соединенными с входами распределителя импульсов 2 . Недостатком известного устройства является невозможность изменять коэффициент дробления шага и энёрге тические характеристики привода, что ограничивает его функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем увеличения диапазона регулирования шага, мощности и частоты. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговь1м двигателем, содержащем распределитель импульсов с регистром в каждом канале, связанным выходами через цифроаналоговый преобразователь с усилителем мощности, и программный блок с тактовым выходом и вьпсодами режимой работы, соединенны- ми с входами распределителя, импульсов, в каждый канал распределителя иглульсов введен не менее чем один дополнительный регистр сдвига, причем выходы последнего разряда каждого регистра одного канала соединены с соответствующим входом цифроаналогового преобразователя, входы сдвига всех регистров объединены и подключены к тактовому выходу программного блока, а входы записи кода.регистров соединены с выходами режима работы программного блока. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства применительно к управлениют -фазным двигателем; на фиг. 2 - временные диаграммы токов; в двух фазах двигателя. Устройство для управления шаговым двигателем состоит из программного блока 1. с тактовым выходом 2 и выходами 3 и 4 режима работы, распределителя 5 импульсов, содержащего регистры 6 сдвига, и цифроаналоговых преобразователей 7с усилителями мощности на выходах. Устройство работает следующим образом. Программа коммутаций обмоток шагового двигателя.из программного устройства 1 и по шине 3 переписывается в регистры 6 сдвига. Адрес егистра задается R -разрядным двоичным кодом по шине 4 на входах Ao - Ар, регистров 6, Число R опредеяется из выражения RsEogjmp: N - число разрядов цифгде р роаналоговых преобразователей 7J 3 N - число уровней тока формируемых на вых де цифроаналогово- го преобразователя 7. Программа коммутаций может заноситься в каждый регистр 6 па{ аллель ным кодом по входам Dg - .D. или последовательным кодом по входу Dj Применение интегральных микросхем позволяет получить время ввода программы Т много меньше электромагнитной постоянной двигателя Т. Поэтому смена программы в процессе работы, даже при последовательном вводе, не вносит дополнительной ине ционности в привод. Двоичной комбинацией на входах 5о и 5( выбираетс требуемый режим работы регистра сдвига - Сдвиг вправо, Сдвиг вле во или Хранение. После ввода программы регистры переводятся в режим сдвига и под ;воздействием тактовых сигналов, пос тупающих на входы С регистров 6 с тактового выхода 2 программного блока 1, осуществляется поразрядный сдвиг информациио Выход триггера нулевого разряда QO соединен с входом триггера последнего разряда 0 а выход последнего разряда Q, соединен с входом первого разряда 1)ц Этим достигается П -тактный цикл, В процессе сдвига на выходах послед него разряда всех регистров 6 фазы потактно появляются р-разрядные кодовые комбинации, под вЬздействием которых через усилитель цифроанапоговьй преобразователь 7 формирует в фазе двигателя ступени тока, соответствующие записанной программе. На фиг. 2 показаны временные диа раммы изменения токов т в двух фазах шагового двигателя при числе уровней, равном четырем: « 0;ll, ; I ,,:„ где 1;, - номинальное значение тока в фазе. 964 При этом число разрядов цифроаналогового преобразователя 7 должно быть Р Бо,4 - 2. Следовательно, каждая фаза распределителя импульсов должна содержать по два регистра сдвига. В таблице записан двоичный код потактно, формируемый на вькодах Q регистров 6 для первой Ф и второй Ф фаз шагового двигателя. Этот код и является программой, которую следует занести в регистры 6 сдвига, начинай с нулевого такта. Для остальных фаз двигателя программа составляется аналогично. Использование четырех уровней тока в фазах - i шагового двигателя обеспечивает дробление шага в шесть раз. При р 3 получаем N 8, а шаг уменьшается в четырнадцать раз. В общем случае степень дробления основного шага определяется как V 2(N - 1). Использование регистров 6 сдвига, связанных с программным блоком 1, позволяет.последовательно или параллельно за короткое время вводить в регистры программу коммутаций фаз шагового двигателя в двоичном коде. При работе от ЭВМ программный блок 1 выполняет функции устройства сопряжения. Регистры 6 совместно с цифроаналоговыми преобразователями 7, осуществляют двухступенчатое кодирование: кодирование программы коммутацйй обмоток двигателя, кодирование уровня тока в обмотках. Причем h р.эрядны код, згй1исанный в регистрах, и р-разрядный двоичный код, формирующийся при сдвиге на последних выходах регистров 6, однозначно связаны с диаграммой коммутаций фаз шагового двигателя. Такое выполнение устройства рас-; ширяет функциональные возможности шагового привода, обеспечивая гибкое применение шага, Moctности и частоты.

1 О

О О

V 1./-И

.

4v

о

| JL.

ifi-i

-фвг

±.J.J

ДЧЛ-,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЖМ, содержащее распределитель импульсов с регистром в каждом канале, связанным выходами через цифроаналоговьпТ преобразователь с усилителем мощности, и программный блок с тактовым выходом и выходами режима работы, соединенными с входами распределителя импуль- сов, отличающееся тем, что, с целью расиирекия функциональных возможностей путем увеличения диапазона регулирования шага, мощности и частоты, в каждый канал распределителя импульсов введен не менее чем один дополнительный регистр сдвига, причем выходы последнего разряда каждого регистра одного канала соединены с соогветствующим входом цифроаналогового преобразователя, входы сдвига всех реS гистров объединены и подключены к тактовому выходу программного блока kn а входы записи кода регистров соедийены с выходами режима работь программного блока.,