Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК H02P8/00 

1

(21)4745421/07

(22)24.07.89

(46) 23.06.91. Бюл. Р 23

(72) С.В.Шильников и В.С.Дынец

(53)621.313.525 (088.8)

(56)Ивоботенко Б.А. и Козаченко В.Ф. Шаговый электропривод в робототехни- ке. М.: МЭИ, 1984, с. 77.

Авторское свидетельство СССР К 1267363, кл. G 05 В 19/40, 1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

(57)Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению шаговыми двигателями. Целью изобретения является снижение установленной мощностн источника питания. Указанная цель достигается тем, что каналы многоканального усилителя

в которые

направлены в данный момент управляющие сигналы распределителя 1, кроме того, строго поочередно подключаются к источнику питания с частотой генератора 11 синхронизирующих импульсов. Вследствие этого в каждый момент времени энергия от источника питания потребляется только одним из включенных каналов. Это позволяет снизить установленную мощность источника питания по сравнению с известными устройствами, У которых потребляемая мощность определяется всеми одновременно включенными каналами. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в дискретном электроприводе станков.

Цель изобретения состоит в снижении установленной мощности источника питания двигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема генератора синхроимпульсов} на фиг. 3 - временные диаграммы.

Устройство для управления шаговым двигателем содержит распределитель 1, тюгоканальный усилитель 2, датчик 3 тока, первый элемент ИЛИ 4, пороговый элемент 5, первый 6, второй 7 и трети/ 8 ключи, элемент И-НЕ 9, второй элемент ИЛИ 10, генератор 11 синхронизирующих импульсов, триггер 12, вентили 13-15, обмотки 16.1- 16.6.шагового двигателя. Генератор 11 синхронизирующих импульсов включает в себя, например, мультивибратор 17, соединенный со сдвиговым регистром 18, имеющим необходимое число выходов, которые соединены с формирователями коротких импульсов, например, одно- вибраторами 19 (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

С распределителя 1 на входы каналов многоканального усилителя 2 подаются управляющие сигналы U - Uj (фиг. 3), открывающие ключи 7 (или 8) и дающие через элемент ИЛИ 4.разрешение на открывание элемента И-НЕ 9, через который проходит импульс с генератора 11 синхронизирующих импульсов, включающий триггер 12, который, в свою очередь, открывает ключ 6. Таким образом, одна из фазовых обмоток,

оъ Са

00

со

например 16.1, подключается к источнику питания через ключи 6 и 7 и датчик 3 тока. По достижении током фазы заданного уровня срабатывает порото- вое устройство 5, включающее через элемент ИЛИ 10 триггер 12, при этом закрывается ключ 6, Аазовая обмотка 16.1 отключается от .источника питания, а ток п ней, постепенно умень- шаясь, продолжает протекать в том же направлении, через открытый ключ 7, диод 13 п датчик 3 тока за счет энергии, запасенной, в индуктивности обмотки.

При уменьшении тока пороговое устройство 5 возвращается в исходное состояние. Очередной синхронизирующий импульс от генератора 11 синхронизирующих импульсов вновь включает триггер 12, который открывает ключ 6, и обмотка 16.1 вновь подключается к источнику питания. Таким образом, при наличии управляющего сигнала ток в фазе поддерживается в установленных пределах. По окончании управляющего сигнала закрывается ключ 7, а элемент ИЛИ 4 запрещает прохождение синхронизирующих импульсов через элемент II-JIE 9 и одновременно через элемент ИЛИЮ, выключает триггер 12, который закрывает ключ 6. Энергия, запасенная в индуктивности фазы, рекуперируется через диод 14 (15) в источник питания, ток в фазе спадает до нулевого значения.

На выходах генератора 11 синхронизирующих импульсоп вырабатываются последовательности импульсов f f у (фиг. 3), каждая из которых сдвинута относительно другой по времени t и направлена в соответствующий капал многоканального усилителя 2. Каждый очередной канал при наличии управляющего сигнала U, - U подключается к источнику питания синхронизирующим импульсом своей последовательности в течение периода Т на время t Ј t,-, со сдвигом t .t op относительно момента подключения предыдущего канала его синхронизирующим импульсом. Время Сд, должно быть достаточным для нараста

п 5 5

0 0

0

ния тока в фазе до верхнего уровня. Период Т должен быть таким, чтобы ток в иазе, уменьшающийся после отключения источника питания, не стал меньше допустимого нижнего уровня.

Таким образом, в любой момент врег мени к источнику питания подключается только одна фаза, что дает возможность снизить его установленную мощность.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов и многоканальный усилитель, каждый канал которого содержит элемент ИЛИ, пороговый элемент, ключи, первый из которых включен между одним из полюсов источника питания и объединенными выводами двух обмоток шагового двигателя, другие выводы которых подключены к другому полюсу источника питания через второй и третий ключи и общий для них датчик тока, соединенный с входом порогового элемента, и элемент И-НЕ, у которого первый вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами распределителя, отличающееся тем, что, с целью снижения установленной мощности источника питания, в устройство введен генератор синхронизирующих импульсов с числом выходов, равным числу каналов многоканального усилителя, а в каждый канал введены RS-триггер и второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход - с выходом порогового элемента, выход - с первым входом триггера, выход которого соединен с входом первого ключа, второй вход - с выходом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с соответствующим выходом генератора синхронизирующих импульсов, входы второго и третьего ключей соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов.

ДЯя-1

|№

г- 5

7t

Г7

Ј пит

Ын

2i/5

#7

Looo,

/tf

SJ

InMJ

79

f-i

ff

Фиг 2

Ч

м

,

- г -f-VP