Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1992 года по МПК H02P8/12 

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

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма модулированного сигнала , управления и тока в обмотке двигателя.

Устройство содержит распределитель 1, группу 2 элементов И, группу 3 усилителей, шаговы) двигатель 4, импульсный датчик 5, два элемента ИЛИ 6 и 1, три элемента И 8-10, генератор 11 импульсов, два триггера 12 и 13, три формирователя 14-16 и элемент И 17.

Вход устройства соединен с S-входом первого триггера 12 и первым входом первого элемента ИЛИ 6, выход которого связан с входом распределителя 1, выходы которого подключены к соответствующим первь1м входам группы 2 элементов И, вторые входы которых подсоединены к выходу второго элемента ИЛИ 7, а выходы - через

группу 3 усилителей к входам шагового двигателя 4. С осью двигателя 4 жестко связан импульсный датчик 5, имеющий два выхода (А и В). Выход В соединен с S-входом второго триггера 13, а выход А - с R-входом второго триггера 13, через второй формирователь 15 -с первым входом третьего элемента И. 10 и через третий формирователь 16 - с первым входом четвертого элемента И 17. Инверсный выход второго триггера 13 подключен к первому входу первого элемента И 8 и второму входу четвертого элемента И 17, прямой выход - к первому входу второго элементах / 9. R-BXOду первого триггера 12 и через первый формирователь 14 к второму входу первогоэлемента ИЛИ 6. Прямой выход первого триггера 12 соединен с третьим входом четвертого элемента И 17 и вторым входом первого элемента И 8, третий вход которого подключен к второму входу третьего элемента И 10 и первому выходу генератора 11 импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9. Выходы всех элементов И 8-10 и 17 подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ 7.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный датчик 5 на выходе А выдает импульсы, соответствующие отработке одного шага, а на выходе В - при прохождении положения, соответствующего половине шага.

Команда на поворот двигателя на один шаг приходит на вход устройства, взводит первый триггер 12 и переводит распределитель 1 в положение, соответствующее подаче тока в обмотки тех фаз двигателя, которые должны быть включены при отработке данного шага. Второй триггер 13 сброшен (в устойчивом положении двигателд 4 на выходе А датчика есть- сигнал), и сигнал его инверсного выхода вместе с сигналом первого триггера 12 разрешает прохождение импульсов с первого выхода генератора 11 импульсов через первый элемент И 8 и второй элемент ИЛИ 7 на группу 2 элементов И, где эти сигналы модулируют выходы распределителя 1. Модулированные сигналы поступают в усилители и вызывают появление тока в соответствующих обмотках двигателя. Двигатель 4 трогается с места, сигнал на выходе А датчика 5 пропадает. По его заднему фронту третий формирователь 16 формирует один длинный импульс, который проходит через четвертый элемент И 17 и второй элемент ИЛИ 7 на группу 2 элементов И. Этот сигнал перекрывает импульсы генератора 11 и позволяет току в обмотках двигателя нарастать непрерывно.

В известном устройстве нарастающий ток в обмотке модулируется, поэтому нарастание происходит медленнее (пунктир на фиг. 2).

После достижения.током максимального значения в усилители 3 двигателя 4 поступает модулированный сигнал, позволяющий поддерживать этот ток (II на фиг. 2).

При переходе ротором двигателя положения, соответствующего половине шага, на выходе В датчика 5 появляется сигнал, который взводит второй триггер 13, который возвращает первый триггер 12 в исходное положение и подает сигнал на первый формирователь 14, формирующий команду на переключение распределителя 1в соответствующее положение, и второй элемент И 9. При этом прекращается прохождение импульсов с первого выхода генератора 11 на группу 2 элементов И и разрешается их прохождение с второго выхода генератора 1 импульсов. Эти импульсы поддерживают в обмотках двигателя ток, достаточный для

окончания поворота ротора на шаг, т.е. до следующего устойчивого положения двигателя (III на фиг. 2).

По окончании поворота на выходе А датчика 5 появляется сигнал, возвращающий в

исходное положение второй триггер 13. Обмотки фаз двигателя при этом обесточиваются до появления следующей команды на входе устройства.

Если двигатель, находящийся вустойчивом положении и в обесточенном состоянии, под действием нагрузки или по инерции после окончания поворота сдвигается с устойчивого положения, то с выхода А снимается сигнал. Второй формирователь

15 по заднему фронту сигнала на выходе А формирует сигнал, который разрешает прохождение импульбов с первого выхода генератора через третий элемент И Юна группу 2 элементов И - формируется ток в обмотках

двигателя, и он возвращается в заданное положение.

Таким образом, (предлагаемое устройство по сравнению с .прототипом формирует один длинный импульс в начале поворота

ротора, позволяющий обеспечить ускоренный разгон ротора.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем по авт. св. N° 1642579, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий формирователь и четвертый элемент И, соединенный выходом с дополнительным входом второго элемента ИЛИ, первым входом - с прямым выходом второго триггера, вторым входом - с инверсным выходом первого триггера, а третьим - с выходом

третьего формирователя, вход которого подключен к второму выходу импульсного датчика.

23

Г JT JT

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим приводам шаговых электродвигателей систем управления и регулирования. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия. Это достигается формированием одного длинного модулирующего импульса в момент трогания ротора двигателя, что обеспечивает непрерывное нарастание тока в обмотке. 2 ил.

IX. 7 птппппп п п п n

Фиг. /

/.

Фиг. 2.