Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК H02P8/12 

лл

Х|

О

ю ел

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе станков, Целью изобретения является улучшение теплоэнергетических характеристик устройства путем динамического регулирования параметров кривой фазного тока с учетом частоты вращения вала двигателя Устройство содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 2J, генератор 25, триггер 26, счетчик 23. формирователь 24, регистр 22 и три цифровых сумматора 18-20. В ПЗУ хранится набор цифровых эквивалентов значений тока форсировки, тока стоянки, длительности тока форсировки, которые суммируются-с цифровыми эквивалентами данных параметров, задаваемы чи о ЭВМ Величины указанных параме.рсв определяемые содержимым ПЗУ, задаются в зависимости от текущей частоты вращения вала в течение первого периода тактовой частоты, поступающей на вход распределителя импульсов. Выбор оптимальных значений параметров кривой фазного тока начинается с максимальных значений, что не вызывает ухудшения динамических характеристик устройства. 1 ил. Ё

|

ю

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу с шаговым двигателем, и может быть использовано в системах управления станков.

Цель изо,ре гения улучшение теплоэнергетических характеристик устройства путем введения динамического peiynwpo a- ния параметров фазного тока.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство ссдетжит распределитель имоульсов(не показан), источник 1 питания и иноюкангпьный усилителе мощности, каждый кгнал кгторсго включав ключ 2, обмотку Г ИД узе/i 4 разрядного тока и шунт5, б управления током фазы ШД, состоящий из компаратора 7, связанного одним аходом с шунтом 5, а втором входом - с выходом сумматора 8, программируемого элемента задержки (ПЭЗ) 9, элемента И 10, преобразователя 11 код-анапог (ПКА) уровня тока стоянки, входного регистра 12 уровня тока стоянки и преобразователя 13 код-аналог (ПКА) уровня тока форсироеки. Компаратор 7 одним входом связан с шун том 5, вторым входом - с выходом сумматора 8, а выходом - с входом В сумматора 8, первым входом элемента И 10 и управления ПЭЗ 9. Вход Б сумматора 8 связан с выходом ПКА 11, а вход А - с выходом ПКА 13, вход которого подключены к выходам элементор И 14 Первые входы элементов И 14 связаны с выходами регистра 15, а вторые вхоцы подключены к выходу триггера 16, связанного входом S с выходом ПЭЗ 9, а входом R - с выходом распределителя импульсов Входы ПЭЗ 9 соединены с выходом регистра 17 задержки Выходы ПКА 1 i подключены к выходам регистра 12 уровня тока стоянки

Блох 6 управления током имеет также три цифровых сумматора 18-20, постоянное запоминающее устройство (H3V) 21, регистр 22, счетчик 23 импульсов, формирователь 24, генератор 25, триггер 26 вход S которого связан с входом распределителя импульсов вход R - с входом R счетчика 23 импульсов и входом распределителя им- пульсоо, а выход триггера 26 соединен с входом блокировки частоты генератора 25, выход которого подключен к счетному входу счетчика 23 импульсов и входу формирователя 24. Выход формирователя 24 связан с входом загрузки регистра 22, входы которого соединены с выходами счетчика 23, а выходы - с адресными входами ПЗУ 21. Первая группа выходов ПЗУ 21 связана с первыми входами первого цифрово-о сумматора 18, вторая группа выходов - с первыми входами второго цифрового сумматора 19, третья группа выходов - с первыми входами третьего цифрового сумматора 20 Вторые входы первого, второго и третьего цифровых сумматоров являются входа

ми устройства. Выходы сумматоров связаны с входами ре(истра 17 задержки, регистра 15 уровня тока форсировки и регистра 12 уровня тика сточнки соответственно

Устройство следую лс-ч обра

0 Ю

Е исходном состоянии ключ 2 запер: низким voOBH,. M сигнала с выхода распределителя импульсов обмотка ШД отклю1-1- -о от источника 1 питания, триггер 26 блокир 5 ет раЬоту ген раторп 25, на выходе счетчика 23 присутствует нулевой код. который обес- печивгэт Ьс выходах ПЗУ 1 коды, стиующие максимальному значению первых составляющих параметров кривой фазного

0 вторыь составляющие которых определяются кодами поступающими от внешнего устройства (ЭВМ). Под параметрами кривой фазного тока понимаются среднее

значение тока стоянки (1Ст Her + ), сред- нее значение тока форсировки (1Ср

1ф ) и длительность тока форсировки (Тф Т Ф +Тф)

Триггер 16 разрешает прохождение ко0 да с выхода регистра 15 на вход ПКА 13. Уровень сигнала на выходе сумматора 8 сла- 1 ается из трех составляющих Первая из них определяется кодом с выхода ПКА 13 и соответствует току форсировки, вторая опре5 депяется кодом с ПК 11 и соответствует гоку стоянки третья определяется уровнем сигнала с выхода компаратора 7 и соответствует величине приращения фазного тока ( Д1) относительно его среднего значения В

0 исходном состоянии уровень сигнала на выходе сумматора 8 соответствует максимальному значение, которое складывается из максимального значения тока форсировки

0 Гмакс 4)

ма симального значения тока

стоянки(1 1Макс -i- lcrj и приращения фазного тока ( AJ)

С приходом активною уровня с выхода распредели)епя импульсов открывается ключ 2, ток е фазе ШД нарастает до значения, определяемого уровнем сигнала на выходе сумматора 8, после чего запускается ПЭЗ 9 и запирается ключ 2, из слагаемых от нал& выводе сумматора 8 исключается оставляющая Л I, ток в фазе начинает

уменьшаться до значения, определяемого уровнем сигнал на выходе сумматора 8 Далее внови включается ключ 2 и процесс посторяс ся Меоез время, определяемое ПЭЗ Т, из слагаемых сигнала сумматора

8 иключается составляющая тока форсиров- ки и поддержание фазного тока обеспечивается на уровне гока стоянки.

С приходом сигнала разрешения от ,jac- лределителя импульсов осуществляется выбор оптимальных величин средних значении тока фсрсировки, тока стоянки и

Длительности ТС Л ГРСИРОБ И. При ГОМ

сигнал т гасг;редечителл импульсов уста- наал а р триггер 2 в COCIORHH, г ри котором с d ся блокировка г. °ратора 25, частота оторого выбрана Ьолыи ч мал1 юн гэктовьй частоты п- стуглм ей а вход распределителя импульсов. ГЪк занин счетчика 23 и регистра 22 начинаю увеличиваться. Это приводит к изменении содержимого выходов n3V ° , таким чбраз м что происходит умен 1 урни« значений г зозых составляющих примет ров кр юй с-азного

тока (1ст 1ф , Тф) начиная с максимальных значений, первый ,е импульс поступивших на вход распределителя импульсов пог.ле установления активного уровня на его выходе блокирует генератор 25 и сбрасывает счетчик 23. На выходе регистра 22 фиксируется последнее значение счетчика 3 кото- рое устанавливает посоедстя- м ПЗУ 21 оптимальные для данной час.скк вращения вала ШД средние значения п фаметроз кривой фазного тока (ст ; ф , Тф) С приходом следующего по счету активного уровня с выхода распределителя импульсов процесс выбора параметров кривой фазного ока повторяется.

В начальный момент времени параметры кривой фазного тока устанавливаются максимальными, временная зад ржка, необходимая для выбора их оптимальных змт 1

5

5

0

5

чений, не ухудшает динамических характеристик устройства.

С изменением частоты вращения вала ШД изменяются средние значения параметров фазного тока так, что обеспечивается улучшение тепчоэнергетических характеристик устройства.

Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем по авт. св. № 1023614,отличающееся тем, чго, с целью улучшения теплоэнергетических характеристик, в каждый блок упп вленич фазы двигателя ополнигепьчс введены три цифровых сум- маторя. постоянное запоминающее устрой- сгво регистр, счетчик гмпульсов, Формирователь, генератор, триггер, 5-вход которого связчн с выходом распределителя импульсов. R-вход - с R-входом счетчика импульсов и входом распределителя импульсов, выход триггера связан с входом блокировки частоты генератора, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов и входу формирователя, выход которого связан с входом загрузки дополнительного регистра, входы которого связаны с выходами счетчика, а выходы соединены с адресными входам- постоянного запоминающего устройства, первая группа выходов которого связана с первыми входами первого цифрового сумматора, вторая группа выходов - с первыми входами второго цифрового сумматора, третья группа выходов - с первыми входами третьего цифрового сумматора, причем вторые входы аифровых сумматоров являются входами устройства, а выходы сумматоров связаны с входами регистра задержки, регистра уровня тока форсировки и регистра уровня тока стоянки соответственно.