Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1992 года по МПК H02P8/00 

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к управлению шаговыми двигателями, может быть использовано в приводах следящих систем обрабатывающих центров, летательных аппаратов и навигационных систем и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1642579.

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, шаговый двигатель 4, на оси которого установлен импульсный датчик 5, генератор 6 импульсов, триггер 7, два элемента ИЛ И 8 и 9, два элемента И 10 и 11, инвертор 12, два формирователя 13 и 14 и элемент И 15. Распределитель своим входом подключен к S- входу триггера и входу устройства, а выходами - к первым входам группы 2 элементов И, выходы которой через группу 3 усилителей соединены с

входами шагового двигателя 4. Вторые входы группы 2 элементов И подключены к выходу первого элемента ИЛИ 8, входами которого являются выходы трех элементов И 10,11 и 15. Первый вход первого элемента И 10 соединен с первым выходом генератора 6 импульсов, второй - с выходом второго элемента ИЛИ 9, первый вход второго элемента И 11 - с вторым выходом генератора 6 импульсов, второй - с инверсным выходом триггера 7, третий - через инвертор 12 с первым выходом (А) датчика 5, первый выход третьего элемента И 15 - с прямым выходом триггера 7 и первым входом второго элемента ИЛИ 9, второй выход - через второй формирователь 14с первым выходом (А) датчика 5 и входом первого формирователя 13, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 9. Второй выход (В) датчика 5 соединен с R-входом триггера 7.

Работает устройство следующим образом.

Сигнал поступает на распределитель 1, который формирует команду на включение необходимых обмоток шагового двигателя

Ё

00

со

О CJ

ю

4, и на триггер 7, сигнал с прямого выхода которого через второй элемент ИЛИ 9 проходит на первый элемент И 10 и разрешает прохождение импульсов с первого выхода генератора 6 импульсов через первый эле- мент ИЛИ 8 на группу 2 элементов И, т.е. происходит импульсная модуляция сигналов распределителя и на обмотки двигателя поступает модулированный сигнал.

Одновременно сигнал с триггера 7 по- ступает на третий элемент И 15 и разрешает прохождение импульса постоянной длительности, сформированного по заднему фронту сигнала выхода А. Этот импульс с второго формирователя образуется в нача- ле поворота ротора л подается на группу 2 элементов И. Он накладывается на импульсы генератора, поступающие через первый элемент И 10, и образует один длинный импульс в начале пачки, модулирующей сигна- лы распределителя.

За время действия этого импульса ток в обмотке фазы двигателя непрерывно нарастает до максимального значения 0бм. на фиг.2), т.е. создаются необходимые условия для максимального ускорения ротора. В известном же устройстве в момент разгона ротора средний ток в обмотке нарастает медленно, что приводит к снижению ускорения (пунктир на 0бм, зона I на фиг.2). По окончании действия первого импульса на группу 2 элементов И поступают импульсы с первого выхода генератора 6 импульсов, которые поддерживают ток в обмотках дви- гателя4 на высоком уровне (зона II на фиг.2).

При отработке половины шага с выхода В датчика 5 приходит импульс на сброс триггера 7, который снимает разрешение с первого и третьего элементов И 10 и 15 и дает разрешение на второй элемент И 11. Если сигнал А с датчика 5 отсутствует (двигатель еще не завершил отработки шага), то импульсы с второго выхода генератора 6 импульсов поступают через первый элемент ИЛИ 8 на группу 2 элементов И и стробиру- ют сигналы распределителя 1 так, что ток в обмотках двигателя уменьшается до величины, достаточной для завершения поворота ротора (зона III на фиг.2).

По окончании поворота появляется сигнал на выходе А датчика и снимает разрешение с второго элемента И 11 - обмотки двигателя обесточиваются до появления следующей команды на входе устройства.

Если двигатель, находящийся в обесточенном состоянии, под действием нагрузки или по инерции после окончания поворота сдвинется с фиксированного положения, то с выхода А снимается потенциал. Первый формирователь 13 по заднему фронту сигнала А формирует сигнал который разрешает прохождение импульсов с первого выхода генератора 6 импульсов на группу 2 элементов И, двигатель возвращается в заданное положение.

Таким образом, устройство формирует один импульс в начале поворота, позволяющий обеспечить непрерывное нарастание тока вобмоткахдвигателя, т.е. ускоряет разгон двигателя.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем по авт.св. № 1642579, отличающееся тем, что, с. целью повышения быстродействия, введены второй формирователь и третий элемент И, соединенный выходом с дополнительным входом элемента ИЛИ, первым входом - с прямым выходом триггера, вторым входом - с выходом второго формирователя, вход которого подключен к второму выходу импульсного датчика.-.

г з

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

fa.в. j-n npnnnn п п п п

7

о&м.

2 Фив.1

II

Фиг. 2