Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем с дроблением шага Советский патент 1989 года по МПК H02P8/22 

. 31504779

га в два раза по сравнению с прототипом при одинаковой разрядности преобразователя 2 код - аналог, а также облегчение настройки привода за счет . обеспечения режима работы, при котором одновременно изменяется величина

тока только в одной фазе. Устройство содержит операционньш усилитель 7 в каждом канале усилителя мощности, постоянное программируемое запоминающее устройство 4, преобразователь кода 5 и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ПТИ 3. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управления для управления четырехфазным шаговым двигателем. Целью изобретения является повышение точности и упрощение настройки. Изобретением достигается уменьшение цены шага в два раза по сравнению с прототипом при одинаковой разрядности преобразователя 2 код-аналог, а также облегчение настройки привода за счет обеспечения режима работы, при котором одновременно изменяется величина тока только в одной фазе. Устройство содержит операционный усилитель 7 в каждом канале усилителя мощности, постоянное программируемое запоминающее устройство 4, преобразователь кода 5 и элементы ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ 3. 3 ил.

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в прецизионном дискретном электроприводе. .

Цель изобретения состоит в повьше- нии точности и упрощении настройки.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - времен- ные диаграммы сигналов при дроблении шага в три раза; на фиг. 3 - вариант исполнения схемы преобразователя кодаУстройство (фиг. 1) содержит ре- версивньм счетч1 к 1, преобразователь 2 код - аналог, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, постоянное программируемое устройство 4, преобразователь 5 кода, многоканальный усилитель 6 мощности, каждый канал которого состоит из one- рационного усилителя 7, токоограничи- вающего резистора 8, ключей 9, 10, силового транзистора , связывающего обмотку 12 управления (фазу) шагового двигателя с источником питания U, и резистора 13 обратной связи по току. Младшие разряды реверсивного счетчика 1 (первые пять на фиг. 1) подкпю- 1ены через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 к входам преобразователя 2 код - аналог. Выход преобразователя 2 код - аналог соединен с входами операционных усилителей 7 всех каналов многоканального усилителя 6 мощности, выходы которых через токоограничивающий резистор 8 соединены с общей точкой ключей 9, 10, один из которых связан с общим проводом, а второй - с источником питания, и силового транзистора 1 1 . Три старших разряда реверсив- ноге счетчика 1 соединены с постоянным программируемым запоминающим устройством 4 (емкостью бит), выходы которого подсоединены к соответствующим ключам 9, 10. Первый старший разряд реверсивного счетчика 1 подсоединен к объединенным между собой вторым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и преобразователю 5 кода, выходы последнего подключены к входам реверсивного счетчика 1.

Устройство работает следующим образом.

На входы преобразователя.5 кода поступают от внешнего задающего устройства (не показано) импульсы управления с частотой f и потенциальные сигналы выбора направления В (условно - движение вперед) или Н (условно - движение назад). Преобразователь 5 .кода преобразует эти управляющие сигналы к виду, необходимому для нормальной работы реверсивного счетчика 1. Емкость счетчика выбирается равной (п+3), где п - необходимый коэффициент дробления шага.Первые п разрядов реверсивного счетчика через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 подаются на преобразователь 2 код - анйлог, который вырабатывает напряжение U (фиг. 2). Нисходящую ветвь этого напряжения получают путем изменения кода счетчика 1 с помощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, которые в зависимости от состояния (п+1)-го разряда счетчика изменяют код реверсивного счетчика 1 на инверсный; чтобы максимальное и минимальное значение напряжения и сохранились в течение одного такт, осуществляют дополнительное преобразование кода счетчика 1 с помощью преобразователя 5 кода, который по фронту и спаду импульсов на (п+1)-м ра:зряде счетчика изменяет код на один такт.

Возможный вариант исполнения пре-: образователя З кода представлен на фиг. 3. Преобразователь состоит из трех элементов 2И-НЕ и формирователя импульсов (ФИ) по нарастанщему и спадающему фронтам.

Напряжение Uj с выхода преобразователя 2 код - аналог подается на вхды операционных усилителей 7 усилителя 6 мощности. На выходах усилителей 6 мощности в зависимости от управляющих напряжений на ключах 9. -10

(фиг, 2) появляются сигналы, которые задают токи в фазах двигателя U -U (фиг. 2), Управляющие напряжения на ключах формируются с помощью постоянного программируемого запоминающего устройства (ППЗУ) 4 емкостью бит в зависимости от состояния (п+1), (п+2), (п+3)-го разрядов счетчика 1, в соответствии с таблицей.

Состояние логической единицы напряжений и. соответствует замкнутому состоянию ключей 9, 10, а логического нуля (0) - разомкнутому. То- коограничивающий резистор 8 служит дпя защиты операционного усилителя 7 от перегрузки по току. Резистор 13 обратной связи в цепи силового транзистора 11 каждого канала обеспечива- 20 токоограничивающий резистор к базе ет работу усршителя мощности в режиме силового транзистора и общей точке стабилизации тока, что повышает точность обработки щага и уменьшает влиключей, входом - к выходу преобраз вателя код - аналог, одни входь эл ментов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ подключены

яние колебаний питающего напряжения

и изменений сопротивления фазы двига- 25 младшим разрядам реверсивного счеттеля.

Описанное устройство обеспечивает в два раза большее дробление шага, чем устройство-прототип, при одной и той же разрядности преобразователей, код - аналог и, следовательно, большую плавность движения, что особенно важно в приводах, обеспечивающих низкие и сверхнизкие скорости, например в приводах вытягивания .мр- нокристаллов. Наличие одного преобразователя код - аналог и, соответственно, одного изменяющегося в каждый момент тока позволяет значительно упростить настройку привода.

Ёазряды счетчика п-И п+2 п+3

Состояние, на выходах ГШЗУ

iIf.J}lT±JZLL,LLMI

о о 1

I

о о i 1

о 1

о 1

о 1

о 1

о 1 1

о о о о о

Формула изобретения

Устройство для управления четырех- фазным шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее реверсивный счетчик, преобразователь код - аналог, многоканальный усилитель мощности, коммутирующий фазы двигателя и содержащий в каждом канале два ключа, силовой транзистор и резистор обратной связи, отлича.ющееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения настройки, введены постоянное

программируемое запоминающее устройство, преобразователь кода и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а в каждый канал усилителя мощности введен операционный усилитель, выходом подключенный через

токоограничивающий резистор к базе силового транзистора и общей точке

ключей, входом - к выходу преобразователя код - аналог, одни входь элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ подключены к

чика, другие объединены между собой и подключены вместе с входом преобразователя кода к первому старшему разряду счетчика, выходы элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЧИ соединены с входами преобразователя код - аналог, другие выводы ключей подключены к общей шине и источнику питания соответственно, а их управляющие входы - к выходам постоянного программируемого запоминающего устройства, входы которого подключены к трем старшим разрядам реверсивного счетчика, послед НИИ своими входами подсоединен к выходам преобразователя кода.

о о о 1 1

о о о

1 1

о о о о 1 1

о о о о о 1 1 о

1 1 1 1

о о о о

1

о о о о о о 1

о о 1 1 1 1

о о