Способ циклического управления шаговым двигателем Советский патент 1993 года по МПК H02P8/00 

Изобретение относится к системам шагового электропривода и может быть использовано в разомкнутом электроприводе, работающем в режиме периодических включений, например приводе транспорта бумаги в печатающих устройствах.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и надежности привода за счет уменьшения влияния колебаний ротора двигателя при остановке на нагрузочную характеристику первого шага следующего цикла движения.

На фиг. 1 приведен алгоритм прототипа; .на фиг.2 -заявляемого технического решения; на фиг.З - временные диаграммы собственных колебаний ротора и длительности стоянки; на фиг.4 - блок-схема устройства, реализующего способ.

Принятые обозначения: tp - время рабочей стоянки; з - время от конца рабочей стоянки до внешнего запуска; tc - время

стоянки; tx - время увеличения стоянки; ty - время успокоения ротора; tc {ti. t2,...};0 - угол отклонения ротора от положения равновесия.

Способ циклического управления шаговым двигателем иллюстрируется следующим примером. В алфавитно-цифровом печатающем устройстве (АЦПУ), распечатывающем информацию от внешнего источника (ЭВМ), иемется шаговый электропривод вертикального транспорта бумаги, перемещающий ее по окончании печати на одну строку, после чего шаговый двигатель (ШП) останавливается для осуществления устройством печати следующей строки. Таким образом, шаговый привод в АЦПУ работает в циклическом режиме; при этом выполняется следующая последовательность действий:

1}ШД выключен, выполняется печать по неподвижной бумаге (рабочая стоянка);

С N3 О

а

2) печать закончена, в ЭВМ из АЦПУ поступает разрешение на вывод следующей строки;

3) ожидание команды из ЭВМ на перевод строки;

4) увеличение при необходимости стоянки - пп,1)...4) образуют суммарную стоянку ШД;

5) включается ШД и выполняется перевод строки (запуск и остановка ШД), далее все повторяется сначала.

Особенностью такого режима является произвольная длительность рабочей стоянки: распечатываться может как полная строка символов (время печати 40 мс), так и пустая или с малым количеством символов (время печати S 9 мс). Собственные колебания ротора при печати не играют роли, так как их амплитуда мала по сравнению с интервалом перевода строки. Произволь- ным является также время от окончания рабочей стоянки до момента следующего запуска, так как оно определяется внешним .источником - ЭВМ. Очередной цикл движения при этом может попадать в зону пере- ходных процессов остановки ШД (tc ty).

В предложенном способе при поступлении внешнего запуска в момент переходного процесса остановки ШД стоянка

искусственно увеличивается, что повышает

нагрузочную способность и надежность привода, причем стоянка может быть увеличена не только до момента успокоения ротора ty, но и до промежуточных интервалов времени ti, ta,... (см. фиг.З), синфазных с собственными колебаниями ротора, что повышает быстродействие по сравнению с известными решениями.

Устройство, реализующее способ цик- лического правления шаговым двигателем, содержит генератор 1, управляемый делитель частоты 2, элемент И 3. коммутатор фаз 4, блок управления 5 и одновибратор 6. Большая часть узлов устройства может быть выполнена на основе программно-управля- емых микропроцессорных средств, что позволит уменьшить объем аппаратуры.

Блок управления 5 имеет следующие функциональные связи: первый вход, на который поступают импульсы синхронизации от генератора 1; информационный выход, который определяет коэффициент деления управляемого делителя частоты 2 и, следовательно, частоту импульсов, поступающих на коммутатор фаз.4; стартстопный выход, сигнал которого включается на время отработки цикла и разрешает прохождение им

5 0 5

0

5

0 5

0 5

пульсов на коммутатор фаз 4; второй вход (вход прерываний), на который поступают те же импульсы, что и на коммутатор фаз 4; по этим импульсам блок управления 5 меняет частоту по заданному закону.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 поступают на вход управляемого делителя частоты 2 и на синхронизацию блока управления 5. Блок управления 5 управляет разгоном-торможением шагового двигателя при каждой отработке перемещения (перевода строки) путем изменения коэффициента деления управляемого делителя частоты 2 по заданной программе, содержащейся в блоке управления 5. При поступлении команды на отработку перемещения блок управления 5 подает со своего стартстопного выхода на элемент И 3 сигнал, разрешающий при условии отсутствия импульса на выходе одно- вибратора б прохождение импульсов с выхода управляемого делителя частоты 2 на вход коммутатора фаз 4, который осуществляет переключение фаз шагового двигателя, и на второй вход блока управления 5. который по поступлению этих импульсов изменяет коэффициент деления управляемого делителя частоты 2 по заданному закону. По окончании отработки перемещения на стар- тстопном выходе блока управления 5 устанавливается уровень, запрещающий прохождение импульсов на выход элемента И 3, кроме того, фронтом этого сигнала запускается одновибратор 6, выходной импульс которого поступает на элемент И 3 и также запрещает прохождение импульсов 1 на выход элемента И 3. Длительность этого запрета определяется длительностью импульса одновибратора 6, выбираемой из ряда времен ti, синфазных с собственными колебаниями ротора.

Формула изобретения Способ циклического управления шаговым двигателем, при котором в каждом цикле управления осуществляют запуск, остановку и режим стоянки шагового двигателя до следующего цикла работы, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и надежно- сти путем уменьшения собственных колебаний ротора, последующий цикл работы начинают с задержкой, обеспечивающей включение шагового двигателя в момент отклонения его от ротора от по/южения равновесия в сторону направления движения.

Г WOhOH Л

Использование: в разомкнутом электроприводе, работающем в режиме периодических включений, приводе перемещения бумаги в печатающих устройствах. Сущность: осуществляется циклическое управление двигателем. В каждом цикле управления осуществляют запуск, остановку и режим стоянки шагового двигателя до следующего цикла работы. Последующий цикл работы начинают с задержкой, позволяющей осуществлять включение шагового двигателя в момент отклонения его ротора от положения равновесия в сторону движения двигателя, что позволит повысить нагрузочную способность шагового двигателя. 4 ил.

fiifrom

ii V/ it - О ;

ст -.

4i

прототип

заявляемое реилние1,

Зая$ля мор решение {предельный Случаи/

1820475