Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P8/10 H02P8/24 

Изобретение относится к упрлвленик электрическими машинами и может б(,ггь использовано при создании таговог-о привода, работающего в широком диапазоне частот.

Цель изобретения - упрощение и по- вьпиение надежности.

На фиг.1 приведена схема устрой- CTBai на фиг.2 - временные диаграм- мы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник управляющих сигналов 1, узел формирования импульсов форсировки, состоящий из первого формрфователя 2 импульсов одновибратора 3, элемента И 4, элемента запрета 5, второго формирователя импульсов 6, элемента ИЛИ 7, распределителя импульсов 8, основные ключи 9 и 10 коммутации фаз 11 и 12 двигателя, диоды форсировки 13 и 14 отключения тока фаз, резистор 15, конденсатор 16, разделительные диоды 17 и 18, форсирующий дроссель 19 и форсирующий ключ 20.

Источник управляющих сигналов 1 формирует сигнал управления Режим, равный 1 -в случаях разгона и торможения двигателя, и импульсы U . Частота поступления импульсов U плавно HapaicTaeT и спадает в режимах разгон и торможения.

Узел формирования импульсов форсировки формирует импульс Форсиров- ка в режимах Разгон, Торможе-; кие, и в-случаях повышения частоты управления вьше определенного значения формируется импульс Форсировка После окончания импульса Форсировка формируется импульс Шаг. По этому сигналу распределитель импульсов 8 формирует сигналы переключения ключей 9 и 10 в зависимости от заданного направления движения. Резистор 15 формирует спад тока в отключаемых фазах 11 и 12 двигателя через диоды 13 и 14, Конденсатор 16 ограничивает скорость нарастания и величину напряжения форсировки и защищает ключи 9, 10 и 20 от пробоя. Разделительные диоды 17 и 18 коммутируют токи от источника питания и от форсирующего дросселя 19 на фазы двигателя.

Устройство работает следующим образом,

При поступлении импульсов управления с низкой частотой из источника управляющих сигналов 1, импульсы на выходе одновибратора 3 не совпадают

с п 5

О

Q д

5

по времени с им1гулр с ами U, и Hftnyrrbr форсировки не формируется, ключ 20 закрыт. Импульс Шаг вырабатывается формирователем 2 и через элементы 5 и 7 поступает на вход распределителя импульсов. После поступления импульса Шаг распределитель импульсов 8 изменяет свое состояние и вновь подключенные фазы двигателя получают питание от источника Е через диод 17.

При повьш1ении частоты входных импульсов и выше порогового значения F импульс с выхода одновибратора 3 совпадает с импульсами управления U . На выходе элемента И 4 формируется импульс форсировки, открывается ключ 20 и в дросселе 19 начинается накопление энергии. Элемент запрета 5 запрещает прохождение импульса с выхода формирователя 2. По срезу импульса Форсировка формирователем 6 вырабатывается сигнал Шаг. Одновременно закрывается к,пюч 20 и ЭДС самоиндукции дросселя 19 открывает диод 18, закрывает диод 17. От энергии, накопленной в дросселе 19, заряжается конденсатор 16 и на шине питания по- является кратковременное повьш1енное напряжение форсировки тока в фазах. С ростом частоты растет длительность импульса форсировки и соответственно и амплитуда напряжения форсировки. После спада ЭДС самоиндукции открывается диод 17 и фазы двигателя получают питание от низковольтного источника Б.

Значение частоты F определяется из выражения

F - ;-,

9Х

где t - длительность входного импульса и ;

t - длительность импульса одно- вибратора 3.

При превьшении частоты входных импульсов Fg( значения F формируется импульс форсировки с длительностью t,

-qp

t, t,, -f t,

1

ex

При превьшении частоты входных им1пульсов значения F, -- длительност

а

импульса форси эовки не меняется и становится равной ДJtитeльнocти входных импульсов. Одновибратор 3 выполнен по схеме с повторным запуском

3t

(nanpwiep, на микросхеме К 155 ЛГ З) и при Г

- , F на выходе, имеет постоПА2

янный уровень.

Если на входе распределителя импульсов установлен одновибратор с повторным запуском, а его выход соединен со стробирующими входами цепей управления ключами 9 и 10, то работа устройства не изменяется. Режим импульсного питания используется на низких частотах, как наиболее экономичный, и работа устройства будет аналогична работе при частоте управления, меньшей F , После закрытия ключей 9 и 10 токи фаз 11 и 12 начи- нают протекать по цепи - диоды 13, 14 резистор 15. При этом ток фаз ускоренно спадает.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник управляющих сигналов, связанный с распределителем импульсов, подключенным своими выходами к основным ключевым элементам, связывающим первые концы фаз двигателя с первым полюсом источника питания, блок формирования импульсов форсирования с каналом регу- лирования длительности, подключенный своими входами к источнику управляющих сигналов, а выходами - к входам распределителя импульсов и форсирую

O

5

0

0

5

щегчз клк)чено1 о элемента, и два разделительных диода, соединенные с вторыми концами фаз двигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьшгения надежности, введен форсирующий дроссель, соединенный одним концом с вторым полюсом источника питания и одним разделительным диодом, вторым - с другим разделительным диодом и через форсирующий ключевой элемент - с другим полюсом источника питания, вторые выводы фаз двигателя соединены между собой-, а блок формирования импульсов форсирования включает в себя два формирователя импульсов, элемент запрета, элемент И, элемент ИЛИ и одновибратор с повторным запуском, соединенный своими входами установки и запуска с источником управляющих сигналов, а выходом - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом запуска одновибратора и входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом элемента запрета, запрещающий вход которого соединен с выходом элемента И, входом второго формирователя импульсов и уп эавляющим входом форсирующего ключевого элемента, выходы второго формирователя импульсов и элемента запрета через элемент ИЛИ соединены с входом распределителя импульсов .

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства управления шаговым двигателем. Источник управляющих сигналов 1 формирует сигнал управления. Режим, равный 1 в случае разгона и торможения двигателя. Узел формирование .. импульсов форсировки формирует импульс Форсировка.в режимах Разгон, Торможение и в случае повышения частоты управления выше определенного значения формируется импульс Форсировка. После окончания импульса Форсировка формируется импульс Шаг. По этому сигналу распределитель импульсов 8 формирует сигналы переключения ключей 9 и 10 в зависимости от заданного направления движения. После закрытия ключей 9, 10 токи фаз 11, 12 начинают протекать по цепи диоды 13, 14, резистор 15. При этом ток фаз ускоренно спадает. 2 ил. (Л