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

СЛ Од

со

00 00

Изобретение относится к электротехнике, . а именно k управлению шаговым двигателем, и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управления.

По основному авт. св. № 1069116 известно устройство для управления шаговым двигателем шага, содержащее стабилизаторы тока по числу фаз двигателя, реверсивный счетчик, преобразователи код-аналог, ключи, число которых вдвое превышает число фаз двигателя, и распределитель импульсов, подключенный входами к выходам переноса и заема реверсивного счетчика, соединенного прямыми выходами всех разрядов с входами первого преобразователя код - аналог, а инверсными выходами - с входами второго преобразователя код - аналог, подключенного выходом к сигнальным входам одной половины ключей, соединенных управляющими входами с соответствующими выходами распределителя импульсов, подключенного также к соответствующим управляющим входам другой половины ключей, подключенных сигнальными входами к выходу первого преобразователя код - аналог, причем выходы ключей, подключенных к разным преобразователям коданалог, соеданены попарно и подключены к входам соответствующих стабилизаторов тока 1

Недостаток устройства - огранИченнЬ е фупкшюнальные возможности, поскольку оно не позволяет изменять коэффициент дробления шага в рамках одной структуры без изменения связей и числа элементов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет регулирования коэффициента дробления шага.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления шаговым двигателем с дроблением шага введены две группы элементов ИЛИ по числу разрядов реверсивного счетчика в каждой, подключенных выходами к входам соответствующих преобразователей код - аналог, причем первые входы одной группы элементов ИЛИ соединены с прямыми выходами разрядов реверсивного , а другой группы - с инверсными выходами этих же разрядов.

Кроме того, в устройство введены преобра зователь частота - аналог и пороговые элементы по числу разрядов реверсивно|ч) счетчика, подключенные выходами к вторЕ гм входам элементов ИЛИ обеих групп, а входалеи через прео азователь частота - аналог к входам реверсивного счетчика.

Такое выполнение устройства позволяет по iqjorpaMMe или в функци частоты управления изменять коэффициеит ;фобления шага.

гибко регулируя цену шага и качество движения.

На фиг. приведена функциональная схема устройства применительно к четырехфазному

шаговому двигателю; на фиг. 2 - временные диаграммы сигиалов; на фиг. 3 - схема устройства применительно к трехфазному шаговому двигателю.

Устройство (фиг. I и 3) содержит реверсивный счетчик 1, преобразователи код аналог 2 и 3, реверсивный распределитель импульсов 4, многоканальный усилитель мощности, каждый каиал которого состоит из ключей 5 и 6,. транзистора 7, связывающего

обмотку управления (фазу) 8 шагового двигателя с источником питания U, резистора 9 обратной связи по току, и блок изменения коэффициента дробления шага, состояишй из элементов ИЛИ 10, образующих две группы,

преобразователя частота - аналог 11 и пороговых элементов 12.

Прямые выходы разрядов реверсивного счетчика 1 подключены к первым входам элементов ИЛИ 10 одной группы, соединенных выходами с входами преобразователя код аналог 2, а инверсные выходы разрядов реверсивного счетчика 1 подключены к первым входам элементов ИЛИ 10 другой группы, соединенных выходами с входами лреобразователя. код аналог 3. Вторые входы элементов ИЛИ 10 подключены к выходам пороговых элемеитов 12, которые подключены к выходу преобразователя частота - аналог И, входы которого подключены параллельно

входам реверсивного счетчика. преобразователя код - аналог 2 соединен с сигнальиыми входами ключей 5 всех каналов усилителя мощности, а выход преобразователя код - адгалог 3 - к сигнальным входам ключей 6 всех каналов усилителя мощности. Управляюише входьг ключей 5 и 6 соеданены попарно с выходами реверсивного распределителя 4, входа направления движения которого В,Н соединены с выходами переноса реверсивного счетчика 1 .

Устройство работает сяедуюпшм образом.

Импульсы управления с частотой f (фиг. 2) поступают от Ш1еишего задающего устройства (ие показано) на одии из входов В (условио движение вперед) или Н (условно движение назад). Емкость счетчика 1 выбирается равной максимальному коэф4жциеиту дробления шага Пц.,. Необходимый коэффициеит щюбления п (п п получают преобраэова кием кода, вырабатываемого счетчиком 1, путем подачи на входы и.,, Uj, и, (фиг. 1) элементов ИЛИ 10 системы сигиалов в коде с заполнением либо от внешнего устройства.

либо от пороговых элементов 12, в зависимости от частоты импульсов управления.

В обоих случаях преобразование кода происходит в соответствии с таблицей.

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ по авт. св. N 1069116, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регулирования коэффициента дробления шага, в него введены две группы элементов ИЛИ по числу разрядов реверсивного счетчика в каждой, подключенных выходами к входам соответствующих преобразователей код - аналог, причем первые входы одной группы элементов ИЛИ соединены с прямыми выходами разрядов реверсивного дяетчика, а другой группы - с инверсными выходами этих же разрядов. 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что в него введены преобразователь частота - аналог и пороговые элементы по числу разрядов счетчика, подключенные выходами к вторым входам элементов ИЛИ- обеих групп, а входами через преобразователь частота - аналог - к входам реверсивного счетчика.

О

О О О 1 1 1

7

о 1 о

1 О О

1 о

1

1

о о о 1

о 1 1 о о 1

о о о о о о

о о о о о о

00

1

о 1

1 1

о 1

Сшналы с выходов элементов ИЛИ 10 поступают на преобразователи код - аналог, причем на выходе преобразователя код - аналог 2 появляется ступенчато нарастающее напряжение (или постоянное в случае п 1), а на выходе преобразователя 3 - ступенчато спадающее. . Реверсивный распределитель импульсов 4 своими выходными сигналами обеспечивает необходимую коммутацию ключей 5 и 6, которые производят поочередное подключение преобразователей код - аналог к транзисторам 7 каждого канала усилителя мощности. При этом в фазах 8 щагового двигателя формируются ступенчато изменяющиеся токи i .j - i, (фиг. 2). Резистор 9 в цепи транзистора 7 каждого канала обеспечивает работу усилителя мощности в режиме стабилизации тока, что повышает точность отработки шага и уменьшает влияние колебаний питающего напряження и и изменения сопротнвления фазы двнгателя. Изменение направления движения щагового двиfaтeля обеспечивается сменой входов реверсивного счетчика. Число пороговых элементов выбирается в зависимости от требуемой плавности изменения коэффициента дробления, причем коэффициент дробления, п может быть определен из выражения

К К

О О

где К - номер старшего разряда ,заполненного единицей.

На фиг. 3 приведен другой вариант схемы предлагаемого устройства применительно к трехфазному шаговому двигателю. Принцип работы устройства аналогичен описанному.

6

-0+ и

t

Фиг.1

N

«vi

4) +