Устройство для управления разгоном и торможением двигателя Советский патент 1985 года по МПК G05B19/416 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для работы в системах программного управления и может быть

. использовано в системах числового программного управления станками. Цель изобретения - упрощение i, наладки устройства.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства для управления разгоном и торможением двигателя; на фиг.2 временные диаграммы работы устройства.

Устройство для управления, разгоном и торможением двигателя содержит генератор 1 импульсов, реверсивньй двоичньгй счетчик 2, цифроаналотовый преобразователь 3, преобразователь 4 напряжение - частота, реализованный на транзисторах 5-7, резисторах 8-11, конденсаторе 12 и триггере Шмидта 13, формирователе 14 импульсов и инверторе 15. Выход формирователя импульсов является выходом устройства. Формирователь импульсов 14 является ждущим одновибратором, формирующим на вькоде импульс заданнойдлительности при поступлении на его вход положительного фронта, и может быть реализован, например, на базе одновибратора

с повторным запуском типа К155 АГЗ.

Начальное состояние элементов схемы следуницее: на выходе цифроаналогового преобразователя 3 уставовлено напряжение, близкое к , транзистор 5 работает в активном режиме, а транзистор. 7 - в ключевом режиме, в начальном состоянии он закрыт, двоичньй счетчик находится в нулевом состоянии.

Разгон устройства осуществляется за 16 тактов.

Длительность выходных импульсов формирователя выбирается исходя из необходимой скважности выходных импульсов при максимальной выходной частоте.

Длительность выходных импульсов рассчитывается из соотношения

.

,

имп

период максимальной выходной

частоты; длительность выходных им- 55

пульсов;

скважность выходных импульсов при максимальной частоте.,

Устройство работает следующим образом.

На синхронизирующий вход реверсивного двоичного счетчика 2 поступают импульсы с выхода генератора 1 импульсов. В исходном состоянии на выходах реверсивного счетчика 2 имеются нулевые логические уровни, т.е. счетчик обнулен. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя устанавливается -значение, напряжения, близкое к напряжению питания +U. Транзистор 5 приоткрыт и конденсатор 12 заряжается по цепи +U, резистор 8, транзистор 5, конденсатор 32, общий провод. В этом случае ток заряда конденсатора минимален. При достижении значения напряжения на конденсаторе 12, достаточного для срабатьгоания триггера Шидта J3, на выходе последнего формируется положительньй фронт, которым запускается формирователь 14 импульсов . На входе устройства формируется импульс, длительность которого задается формирователем 14 импульсов. С инверсного выхода последнего отрицательньй импульс поступает на инвертор 15, с выхода которого положительньй импульс через токоограничительный резистор J1 поступает на базы транзистора 7. Последний открывается и конденсатор 12 разряжается по цепи:положительная обкладка конденсатора 12, резистор 9, открытый транзистор 7, общий провод. Так как транзистор 7 работает в ключевом режиме, постоянная времени разряда конденсатора 12 приблизительно равна C12R9 и не должна превьшать длительности выходного импульса. Резистор 9 необходим для ограничения тока разряда, протекающего через транзистор 7. Транзистор 6 работает по схеме эмиттерного повторителя и служит для развязки цепи заряда конденсатора 12 от схемы формирователя выходного импульса. Сигнал для управления транзистором 7 снимается с инверсного выхода формирователя 14 импульсов для развязки устройства от цепи разряда конденсатора 12. Резистором 10 задается рабочая точка транзистора 6 и устанавливается минимальное значение выходной частоты. В исходном состоянии сигналы разре.шения разгона и торможения находятся в нулевом состоянии. 3 При отсутствии сигналов разрешения разгона, или торможения на выхо де устройства формируется минимальная рабочая частота F . Для шагового двигателя эта частота может быть равной частоте приемистости. При поступлении сигнала разрешения разгона на суммирующий вход реверсивного двоичного счетчика 2 послед ний начинает отсчет импульсов, поступающих из генератора I импульсов Двоичньй код на выходах реверсивного двоичного счетчика 2 изменяетс от минимального (нулевого значения) до максимального, величина которого зависит от числа разрядов реверсивного вoичнoгo счетчика 2. В соответствии с кодом на выходе реверсив ного двоичного счетчика 2 изменяется и значение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 3. Оно уменьшается от максимального значения, близкого +U, до минимального, зависящего от номиналов резисторов. Конденсатор цифроаналогового преобразователя 3 сглаживает ступенчатое изменение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя. В соответствии с изменением вьпсодного напряжения цифроаналоговогс преобразователя 3 транзистор 5 в режиме разгона открывается и постоянная времени заряда конденсатора 1/ уменьшается. Соответственно на выходе устройства формируется более высокая частота. При этом закон изменения рабочей частоты обратно пропорционален закону изменения напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя. При достижении максимального зна чения двоичного кода на выходе реверсивного двоичного счетчика 2 на выходе переноса реверсивного двоич4.4 ного счетчика 2 формируется единичный логический уровень, которым вписывается максимальное значение двоичного числа в реверсивный двоичный счетчик 2. На выходе устройства формируется сигнал окончания разгона. Таким образом, достигнув максимального значения двоичного кода,реверсивньй двоичный счетчик 2 сохраняет его, обеспечивая тем самым поддержание максимального значения рабочей частоты, которое регулируется потенциометром 8. Частота генератора 1 импульсов зависит от допустимого времени разгона или торможения двигателя и от числа разрядов реверсивного двоичного счетчика 2. .Инверторы в цифроаналоговом преобразователе 3 являются элементами с открытыми коллектюрами. Это необходимо для реализации и необходимых значений выходных напряжений для каждого инвертора в зависимости от значения сопротивления в цепи нагрузки. При поступлении сигнала разрешения торможения (к этому моменту сигнал разрешения разгона должен быть снят, т.е. принять значение логического нуля), процесс работы повторяется в обратном порядке и рабочая частота уменьшается до минимального значения. При достижении нулевого значения на выходах реверсивного дво1«ного счетчика 2 на выходе заема реверсивного двоичного счетчика 2 формируется единичный логический уровень, сигнализирующий об окончании торможения, и одновременно действует как сигнал сброса Для реверсивного двоичного счетчика 2. Тем самым обеспечивается поддержание мишгмапьной рабочей частоты на выходе устройства.

Разгон Тормознете

и8/f

PI I I

I

4/

d

li

T

cf:

9J5

fO

0/ ончание pajsoHS /TTOfl/fo effM

fi

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯРАЗГОНОМ И ТОРМОЖЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЯ, содержащее генератор импульсов, подключенньй выходом к синхронизирующему входу реверсивного двоичного счетчика, управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства для управления разгоном и торможением двигателя, отличающеес я тем, что, с целью упрощения наладки устройства, в него введены . цифроаналогрвьй преобразователь и преобразователь напряжение -частота, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходам разрядов реверсивного двоичного счетчика, выход переноса которого соединен с входом записи реверсивного двоичного счетчика и с первым выходом устройства для управления разгоном и торможением двигателя, г а выход заема реверсивного двоичного счетчика соединен с входом сброса . (Л реверсивного двоичного счетчика и с вторым выходом устройства для управг ления разгоном и торможением двигателя, третий выход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота . ч Ji)