Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P8/22 

Изобретение относится к электротехнике, управлению электрическими машинами и может быть использовано в линейном шаговом реверсивном электроприводе с электрическим дроблением шага.

Цель изобретения - повьшение точности путем уменьшения величины шага.

На фиг.1 показана структурная схе--JQ сигналов Х,-Х равна длительности им15

ма устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы при движении вперед; на фиг.З - то же, при движении назад; на фиг.4 - мостовая схема подключения обмотки.

Счетчик 1 соединен прямыми выходами разрядов с преобразователем 2 код- аналог, инверсными выходами - с преобразователем 3 код - аналог, а выходом переноса - с тактовым входом 2о распределителя 4 импульсов, соединенного входами с шинами направления движения, выходы которого соединены с входами дополнительного распреде- лителя 5, к выходам которого подклю- 25 чены управляющие входы аналоговых ключей 6 и 7, сигнальные входы которых соединены с выходами преобразователей 2 и 3 код - аналог соответственно. Выходы распределителя 4 попарно, непосредственно и через инверторы 8, подключены к управляющим входам ключей 9.1-9.4, образующих мостовую схему 10, в диагональ которой включена обмотка двигателя 11, а к другой диагонали подключены объединенные выходы аналоговых ключей 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости осуществления подвижной части устройства в заданном направлении на вход счетчика 1 поступает определенное количество импульсов напряжений ность сигналов

и,, а дпительв два раза превьшает длительность импульсов V и и,.

.Сигналы Х,-Х4 разрешают прохождение напряжений U и

30

40

и соответственно

ни сигнальный вход мостовых схем 1-0. Сигналы Z; подаются на управляющие входы схем 10 (через инвертор 8 и непосредственно) и открьшают соответствующую пару транзисторов (9.1, 9.3 или 9.2, 9.4). Этим обеспечивается реверсирование тока в обмотках 11, в результате чего формируются ступенчато изменяющиеся знакопеременные токи, которые обеспечивают получение движущегося магнитного поля.

Законы изменения управляющих сигналов Z,-Zg описываются следующими . логическими функциями: Z,Bbcv Hbc; Z .bcVHbc; Z, BbcvHbc; Z BbcvHbc; Zj (BcvHc)V(abvab);

Z,Z,VZ.

Z (BcvHc)v(abvab) ; Z-f () (abcvabc); Zg (BVH) (abcVabc) ,

35 где a, b, c, a, b, c- сигналы на прямых и инверсных выходах счетчика 1 соответственно; В и Н - сигналы на шинах Вперед и Назад.

Законы изменения сигналов Х,-Х имеют вид: Х Y. ( ); Xj У, (Z,vz)(); X, YI

и X Y, Z,Z,vZ,Z8. Действие каждого импульса частоты f выражается в перемещении инпульсов частоты f и активизируется соответствующая шина направления движения (в или Н) . Код, вырабатьш аемьш счетчиком 1 на прямых выходах, преобразуется преобразователем 2 в ступенчато возрастающее напряжение U.. Пре образователь 3 вырабатывает то убьшающее напряжение U,.

« ступенчаЧисло

ступеней U и U, соответствует коэффициенту дробления шага.

Одновременно включается распределитель 4 импульсов, который начинает вырабатывать управляющие сигналы Z,-Zj. Законы изменения последних зависят от направления движения. Эти сигналы управляют работой мостовых

схем 10 переключения тока в обмотках 11 двигателя, обеспечивая подачу напряжений и и и, в какую-либо пару об- . моток. Кроме того, они участвуют в фо змировании управляющих сигналов Х - Х. Это происходит в распределителе 5 импульсов, работа которого не зависите от направления движения. Длительность

пульсов напряжений ность сигналов

и,, а дпительв два раза пре15

вьшает длительность импульсов V и и,.

.Сигналы Х,-Х4 разрешают прохождео5

ние напряжений U и

0

0

и соответственно

ни сигнальный вход мостовых схем 1-0. Сигналы Z; подаются на управляющие входы схем 10 (через инвертор 8 и непосредственно) и открьшают соответствующую пару транзисторов (9.1, 9.3 или 9.2, 9.4). Этим обеспечивается реверсирование тока в обмотках 11, в результате чего формируются ступенчато изменяющиеся знакопеременные токи, которые обеспечивают получение движущегося магнитного поля.

Законы изменения управляющих сигналов Z,-Zg описываются следующими . логическими функциями: Z,Bbcv Hbc; Z .bcVHbc; Z, BbcvHbc; Z BbcvHbc; Zj (BcvHc)V(abvab);

Z,Z,VZ.

Z (BcvHc)v(abvab) ; Z-f () (abcvabc); Zg (BVH) (abcVabc) ,

5 где a, b, c, a, b, c- сигналы на прямых и инверсных выходах счетчика 1 соответственно; В и Н - сигналы на шинах Вперед и Назад.

Законы изменения сигналов Х,-Х имеют вид: Х Y. ( ); Xj У, (Z,vz)(); X, YI

и X Y, Z,Z,vZ,Z8. Действие каждого импульса частоты f выражается в перемещении ин5 дуктора шагового двигателя на расстояние, определяемое коэффициентом дробления (из фиг.2 видно, что коэффициент дробления в рассмотренном случае равен 8) и числом полюсов ин0 дуктора.. Дальнейшее уменьшение перемещения по частоте fr возможно увеличением числа разрядов в преобразователях 2, 3 код - аналог и счетчике 1 (фиг«1). Логика работы других

5 узлов при этом не изменяется.

Применение предлагаемого устройства позволяет при одной и той же конструкции двигателя и одинаковой емкости счетчика в два раза увеличить число шагов, соответственно уменьшив величину шага, чем и дос- тигаетс я цель изобретения.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем с постоянными магнитами, содержащее счетчик, два преобразователя код - аналог, распределитель импульсов и каналы управления по числу обмоток шагового двигателя, каждый из которых включает в себя два аналоговых ключа, соединенных выходами между собой, сигнальными входами - с выходами преобразователей код - аналог, один из которых соединен входами с прямыми, а другой - с инверсными выходами разрядов счетчика, тактовый вход распределителя

17.Н5В7е9

17

25

ч 411X4 iJJJJ JJlL

XlXlXl

импульсов соединен с выходом переноса счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения величины шага, в него введены дополнительньш распределитель импульсов и в каждый канал введены четыре ключа, образующие мостовую схему, в диагональ которой,

0 соединенную с выходами ключей, включена обмотка двигателя, управляющие входы ключей, включенных в противолежащие плечи моста, связаны с одним выходом распределителя импульсов,

5 другая диагональ моста подключена к вькходам аналоговых ключей, управляющие входы которых подключены к выходам дополнительного распределителя импульсов, соединенного входами с выQ ходами основного распределителя импульсов.

S3

«Г

49 57 65

7J

гх1

МХГхГ

Jxj

-/

./

/ -/

t-/

/f/

ХЧ

фав

Изобретение относится к электротехнике, к линейному шатровому реверсивному электроприводу. Цель изобретения состоит в повышении точности путем уменьшения величин шага. Счетчик 1 соединен прямыми выходами разрядов с преобразователем 2 код - аналог, инверсными - с преобразователем 3 код - аналог, а выходом переноса - с тактовым входом распределителя импульсов 4, соединенного входами с шинами направления движения. Выходы распределителя импульсов попарно подключены к управляющим входам ключей 9.1-9.4, образующих мостовую схему 10, в одну диагональ которой «включена обмотка двигателя 11, а в другую диагональ подключены объединенные выходы аналоговых ключей 6 и 7. Каждый импульс частоты f вызывает перемещение индуктора шагового двигателя на расстояние, определяемое коэффициентом дробления и числом полюсов индуктора. Дальнейшее уменьшение перемещения .по частоте f возможно увеличением числа разрядов в преобразователях код - аналог 2, 3 и- счетчике 1. 4 ил. с O сл //f1ПЯ fTJ/ff 00 СП О5 4

Редактор А.Маковская

Составитель В.Алфимов

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 5808/52Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4