Устройство для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем Советский патент 1988 года по МПК H02P8/00 

nU

оо

со

W

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым электродвигателем с активным ротором в дискретных системах автоматизированного электропривода. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения всех возможных разнополярных симметричных и несимметричных режимов коммутации. Устройство содержит источник 1 питания логической части первую группу из четырех усилителей мощности 2.1-2.4, коммутирующих фазы шагового двигателя, первый источник 4 питания силовой части одной полярности, реверсивньпЧ двоичный счетчик 10, первую группу из четырех мультиплексоров 14.1-14.4, логический элемент 2ИЛИ 17 и две шины 20, 21 выбора режима коммутаций. Для достижения цели в него дополнительно введены вторая группа из четырех мультиплексоров 15.1-15.4, вторая группа из четырех усилителей мощности 5.1-5.4, второй источник 4 питания силовой части противоположной полярности, логический элемент 2И-НЕ 16, первый 18 и второй 19 трехпозицион- ные переключатели режимов коммутации. 5 ил. е (Л

г МУем,О и к 13

Фае.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления четырехфазным шаговым электродвигателем с активным ротором в дискретных системах автоматизиро- ванйого электропривода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения любых разнополярных сим- метричньк и несимметричных режимов коммутации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы функционирования устройства соответственно при несимметричных одноцолярных и разнополярных режимах управления; на фиг. 4 и 5 т номограммы векторов моментов при всех возможных однополяр- ных и разнополярных режимах управления . В табл. 1 и 2 приведены режимы коммутации и коды управления.

Устройство содержит источник 1 питания логической части, первую группу из четырех усилителей 2.1-2.4 мощно ;ти, общая шина 3 которых соединена- с первым источником 4 питания силовой части с плюсовой полярностью вторую группу из четырех усилителей 5.1-5.4 мощности, общая пщна 6 которых соединена с вторым источником 7 питания силовой части с минусовой полярностью, фазные обмотки 8.1-8.4 шагового двигателя, соединенные между средними точками соответствующих усилителей мощности и нулевой шиной источников питания, реверсивный дво- ичный счетчик 10 с шинами тактирования 11, реверса 12 и установки в нулевое состояние 13, первую группу из четырех мультиплексоров 14.1-14.4, вторую группу из четырех мультиплек- соров 15.1-15.4, логические элементы 2И-НЕ 16 и 2 ИЛИ 17, первый 18 и второй 19 трехпозиционные переключатели первую 20 и вторую 21 шины выбора режима коммутации.

Устройство работает следующим образом.

Перед созданием любого из .возможных режимов коммутации фаз к гаине 13

подается сигнал обнуления счетчика 10. Задание определенного режима коммутации осуществляется путем приложения к шинам 20 и 21 требуемой комбинации нулевых и единичных уровней

Q

5 0 5

O Q 5 g

5

5

логических потенциалов и установки переключателей 18 и 19 на соответствующие позиции (по табл. 1 и 2).

Все однополярные режимы коммутации фаз обеспечиваются при приложении к шине 21 единичного логического потенциала. При этом по стробирую- щим входам запираются все мультиплексоры 15 второй группы и на их выходах устанавливаются нулевые потенциалы. Это приводит к запиранию усилителей 5 мощности второй группы. В результате этого коммутация фаз осуществляется относительно первого источника 4 питания силовой части и нулевой шины 9 по выходным сигналам мультиплексоров 14 первой группы. Переход от одного однополярного режима к другому осуществляется с помощью переключателей 18 и 19.

Для создания разнополярных режимов коммутации к шине 21 прикладьгоа- ется нулевой логический потенциал t Это приводит к включению в процесс функционирования устройства также мультиплексоров 15 второй группы и усилителей 5 мощности второй группы. Йереход от одного разнополярного режима к другому осуществляется с помощью переключателей 18 и 19.

Во всех режимах коммутации поступ- 11ение импульсов на шину 11 приводит к переключению разрядных выходов счетчика 10 и соответствующих адресных входов мультиплексоров 14 и 15. Благодаря этому происходят поочередная передача потенциалов, присутствующих на их информационных входах, и соответствующие переключения усилителей 2 и 5 мощности. Это создает определенные 11;иклограммы коммутации фаз шагового двигателя (табл. 1 и 2, фиг. 2-5).

В связи с тем, что адресные входы мультиплексоров управляются от старших разрядов счетчика 10, то в определенных режимах работы коммутация фаз двигателя осуществляется не в каждом также поступления импульсов на шину 11, а через один или через три такта (табл. 1 и 2, фиг, 2-5). Это позволяет обеспечить неизменность средней скорости вращения двигателя при переходе с одного режима на другой.

Реверсирование устройства производится изменением логического потенциала на шине 12.

31431030

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить все возможные однополяр- ные и разнополярные, симметричные и несимметричные режимы коммутации фаз реверсивного четьфехфазного шагового двигателя с активным ротором.

Формула изобретения

Устройство для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем, содержащее источник питания логической части, первую группу из четырех усилителей мощности, общая шина которых соединена с первым источником питания силовой части, соединенным с нулевой шиной, реверсивный двоичный счетчик с шинами тактирования, реверса и установки в нулевое состояние, первую групггу и четырех мультиплексоров с входами стробирования, двумя адресными и четырьмя информационными входами, выходы которых соединены с входами соответствующих усилителей мощности первой группы, логический злемент 2ИЛИ и две шины выбора режима коммутации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения любых разнополярных симметричных и несимметричных режимов коммутации, дополнительно введены вторая группа из четырех мультиплексоров с двумя адрес- ными и четырьмя информационными входми, вторая группа из четьфех усилителей мощности, соединенньй с их общей щиной второй источник питания силовой части другой полярности, логический элемент 2И-НЕ, первый и второй трехпозиционные переключатели режимов коммутации, а реверсивный двоичный счетчик выполнен четырехразрядным, причем вькоды усилителей мощности второй группы соединены с выходами соответствующих усилителей мощности первой группы, входы усилителей мощности.второй группы соеди

0

25

„с нены соответственно с выходами мультиплексоров второй группы, адресные входы мультип.пексоров первой и второй групп объединены между собой и соеди 1ены с третьим и четвертым разрядными выходами реверсивного двоичного счетчика, первые два разрядных выхода которого соединены соответQ ственно с выводами первых позиций первого и второго переключателей режимов коммутации, вьшоды вторых позиций первого и второго переключателей соединены с источником питания

5 логической части, а вьшоды их третьих позиций - с нулевой шиной источ- НИКОВ питания, выводы переключающих контактов первого и второго переключателей соединены соответственно с входами элементов 2И-НЕ и ZHIMj входы стробирования мультиплексоров первой группы соединены с нулевой шиной источников питания, первый, второй, третий и четвертый информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров первой группы соединены с выходом элемента 2И-НЕ, их второй, третий, четвертый и первый информационные входы соединены соответственно с первой шиной выбора режима коммутации, их четвертый, первый, второй и третий информационные входы соединены с выводом переключающего контакта первого переключателя, входы стробирования мультиплексоров второй группы соединены с второй шиной выбора режима коммутации, второй, третий, четвертый и первый информационные входы соответственно первого, второго, третьб- го и четвертого мультиплексоров второй группы соединены с выходом элемента 2ИЛИ, их третий, четвертый, первьй и второй информационные входы соединены с источником питания логической части, а остальные информационные входы мультиплексоров первой и второй групп соединены с нулевой щиной источников питания.

30

40

45

:лoзo6

а б л и ц а 1 (однонолярные режимы)

II II III I III II I III I I I II I IIIIIII I I ,

t п п п п п п п п п п п п п п Л Г

ZPk

ГП ГЛ Г1 ГП П Г

АЗА

.4,

Продолжение табл. 2

г

Фиг. г

,+ f

4 ( -4-f/)|-e

+

. +

I + | 7-ь7ч-3)

-ьг-ьз

,

+ /.-Z-3 «Г.-З

«,-,.-

-3,.-l-

.;,. ч.Г.7,-3.-

/. -4

+7-/-4

.2+3,-«,-/