УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫЛ\ ДВИГАТЕЛЕМ Советский патент 1973 года по МПК G05G19/00 

1

При намотке катушек с необходимым шагом раскладки применяется шаговый двигатель, для управления которым предназначено данное устройство.

Известны устройства для управления шаговым двигателем, содержащие счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок прямой коммутации, а другой - через блок обратной коммутации соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные шаго-вый двигатель и Проводоу-кладчик подключен к механизму установки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпинделе, па который насажена катушка.

Предлагаемое устройство отличается тем, что выход датчика импульсов через дополНИтeг ьныe последовательно соединенные усилитель и формирователь подключен ко входу счетчика - дозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен со входами блоков прямой и обратной коммутации, а выход механизма установки шир«ны раскладки подключен ко входу блока реверса. Это позволяет расширить область применения устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. .2 - электрическая схема.

В устройство входят датчик импульсов 1 в виде насаженного на гнппндель 2 намоточного станка зубчатого диска, например, с 20 зубцами, расположенными между полюсами датчика; усилитель 3 )i формирователь 4 импульсов, счетчик-дозатор 5, второй формирователь 6, блок реверса 7, блоки прямой 6 и обратной коммутации 5 и коммутатор 10. Устройство через коммутатор связано с обмотками шагового двигателя 11 н проводоукладчиком 12, который через механизм установки ширины раскладки 13 в свою очередь связан с блоком реверса устройства и через провод - с катушкой 14. Датчпк импульсов

состоит из двух обмоток 15 и 16 (см. фИГ. 2) ,

намотанных на магнитопровод /7. С помо.щью

обмотки 15 сердечник намагничивается постояипым током. Цепь намагннчивания состоит ид диода 18, конденсатора 19 и резистора 20. Обмотка 16 датчика подключена на вход усилительного каскада на транзисторе

21, резисторах 22-25 и конденсаторах 26 и 27. Выход усилительного каскада соединен через конденсатор 28 со входом триггера Шмидта на транзисторах 29 и 30, резисторах 31-55 и диоде 36. Выход триггера соед)1неп

с управляющим электродом тиристора 37, входящего в формирователь 4 на транзисторах 38, 39, конденсаторе 40, резисторах 41- 43. Счетчик-дозатор, подключенный к выходу формирователя 4, состоит из резисторов 44 н

45, динистора 46 и конденсатора-)1акопителя

/, Выход смстчика-дозата|за пидключе) к формирователю 6, состоящему из транзистора 48, тиристора 49, резисторов 50 и 51. Выход формирователя через конденсаторы 52 и. 53 соединен со входами блоков прямой н обратной коммутации.

Блок реверса 7 представляет собой триггер с двумя устойчивыми состояниями на тиристорах 54 и 55, диодах 56 и 57, конденсаторе 58, резисторах 59-62. Выход правой половины блока реверса соединен со входом блока обратной коммутации.

Блок прямой коммутации 8 собран на транзисторах 63-66, эмиттер каждого из которых соединен с катодом предыдущего тиристора, а коллектор - с управляющим электродом последующего. В блоке обратной коммутации 9, состоящем из транзисторов 67-70, эмиттер каждого транзистора соединен с катодом последующего тиристора, а коллектор - с управляющим электродом предыдущего.

Блок коммутации состоит из тиристоров 71-74, соединенных последовательно с обмотками щагового двигателя 75-78 и конденсаторов 79-82, соединяющих катоды тиристоров. Обмотки щагового двигателя защунтираваны диодами 83-86.

Для приведения в исходное рабочее положение блока коммутации и блока реверса пусковая кноцка 87 намоточного станка через диод 88 и резистор 89 соединена с управляющим электродом тиристора 71, а через диод 90 и резистор 61 - с управляющим электродом тиристора 54.

Блок реверса переключается подачей положительного потенциала на управляющие элементы тиристоров 54, 55 при замыкании контакта проводоукладчика, находящегося под положительным потенциалом с контактами 91, входящими в механизм установки ширины намотки.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Зубцы диска, насаженного на щпиндель 2 намоточного станка, вращаясь между полюсами датчика 1, возбуждают в нем импульсы э. д. с. Эти импульсы через усилительный каскад 3 попадают на формирователь 4, где преобразуются в импульсы, одинаковые по длительности и форме. Эта необходимость вызвана тем, что при «3MeHeHHn скорости вращения шоинделя изменяется длительность импульса, выдаваемого датчиком (если скорость вращения шпинделя падает, импульс удлиняется и наоборот). С формирователя импульсы проходят на счетчик-дозатор 5 и накалливаются в нем. Через определенное количество импульсов, в (зависимости от установленного шага раскладки, дозатор выдает их на формирователь 6, откуда импульсы определенной длительности и формы поступают на блоки прямой 8 и обратной 9 коммутации.

Один из блоков коммутации занерт блоком реверса. Допустим, что заперт блок обратной коммутации. 9. Тогда блок прямой коммутации и воздействует на колму ачор 10 таким Образом, что он поочередно полает питающее: 1ап)яжение на обмотки пипового двигателя с прямой последовательностью. Двигатель перемещает проводоукладчик вправо, и он раскладывает провод на наматываемую катущку. Проводоукладчик перемещается между контактами 91 механизма установки щирины намотки. Когда он доходит

до правого контакта, сигнал поступивший от него на блок реверса 7, переключает тиристорный триггер во второе устойчивое положение. Блок прямой коммутации 8 запирается, открывается блок обратной коммутации

9, и коммзтатор 10 начинает подавать питающее напряжение на обмотки шагового двигателя в обратной последовательности. Проводоукладчик движется в обратную сторону до замыкания с противоположным контактом механизма установки щирины намотки.

Схема управления намоточным станком (фиг. 2) построена таким образом, что при нажатии на пусковую кнопку 88 открываются

тиристоры 54, 71 и приводится в рабочее состояние зстройство для управления щаговым двигателем, а при отпускании кнопки включается двигатель намоточного станка - начинается намотка. Зубцы диска, насаженного на

нля7индель, проходя между нолюсами датчика, возбуждают в обмотке 16 импульсы э. д. с. Эти импульсы через усилительный каскад на транзисторе 21, а затем триггер Шмидта поступают па вход |формпрователя 4 - управляющий электрод тиристора 37. Тиристор открывается, конденсатор 40 заряжается через резистор 43, эмиттербазу транзистора 39, который открывается на время заряда конденсатора. При тГрекращении импульса э. д. с.

на управляющем электроде тиристора 37 тиристор запирается вследствие того, что ток, проходящий через резистор 41, меньше тока отключения тиристора. При закрытии тиристора 37 начинается разряд конденсатора 40

через эмиттер-базу транзистора 38, резистор 41, а следовательно, и через эмиттер-коллектор этого транзистора. Таким образом, транзистор 39 открывается каждый раз на одно и то же время - время заряда конденсатора 40

независимо от длительности входных импульсов, т. е. от скорости намотки. При каждом открытии транзистора 39 заряжается конденсатор 47. Величина заряда зависит от сопротивления резистора 44. Когда сопротивление полностью выведено, конденсатор за четыре импульса зарялсается до напряжения открытия динистора 46, а когда сопротивление полностью введено динистор открывается примерно за 60 импульсов.

При открытии динистора происходит быстрый разряд конденсатора 47 через небольшое сопротивление резистора 45 и эмиттер-базу транзистора 48. Транзистор открывается и подает положительный импульс на управляющий электрод тиристора 49. Он открывается,

II правые обкладки конденсаторов 52, 53 оказываются Подключенными на минус U. Но, как уже говорилось, при пажатип иа пусковую кнопку 87 был включен тиристор 54, и с нагрузочного резистора 59 на левую обкладку Конденсатора 53 был нодан положительный потенциал, превышающий Uz. Благодаря этому 1при открытии тиристо-ра 49 и подключении п-раъой обкладки конденсатора 53 на минус t/2 на левой его обкладке остается положительный потенциал относительно плюсовой ширины 1/2. Левая же обкладка конденсатора 52 ттри открытии тиристора 49 приобретает отрицательный потенциал, и поэтому происходит заряд конденсатора 52 с катода открытого тиристора 71 через эмиттер-базу транзистора 64.

Транзистор открывается и с катода тиристора 71 подает плюс на управляющий электрод тиристора 72. Открывщийся тиристор 72 подает ток в обмотку шагового двигателя 76, а через конденсатор 80 отключает тиристор 70, т. е. выключает обмотку 75. При закрытии тиристора 49 конденсатор 52 разряжается через резисторы 60 и 50. При следующем открытии тиристора 49 конденсатор 52 заряжается с катода тиристора 72 через эмиттер-базу транзистора 65. Транзистор открывается и включает тиристор 73, тиристор 72 отключается «опденсатором 81 и т. д. Шаговый двигатель перемещает проводоукладчик вправо. Когда проводоукладчиК замыкается с правым контактом 91 .механизма установки ширины намотки, включается тирпстор 55, а тиристор 54 выключается конденсатором 58. С резистора 60 полоЖПтельный потенциал подается на

левую обкладку конденсатора 52, и блок прямой коммутации тока в обмотках шахового двигателя оказывается запертым, а блок обратной коммутации - открытым. И если до этого был включен тнристор 73, при открытии тиристора 49 конденсатор 53 заряжается с катода тиристора 72 через эмиттер-базу тиристора 73. Тиристор открывается и включает тиристор 72, а конденсатор 5/ отключает тпристор 69, т. е. начинается обратная коммутация тока в обмотках шагового двигателя, и проводоукладчик начинает движение к левому контакту механизма установки щирины намотки.

Пред.мет изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок прямой коммутации, другой - через блок обратной ком.мутацш соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные щаговый двигатель п проводоукладчик подключен к механизму установки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпиндете, на который насажена катушка, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, выход датчика импульсов через дополнительные последовательно соединенные усилнтель ) формирователь подключен ко входу счетчикадозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен с Biiixoдамп блоков прямой п обратной ком.мутации, а выход механизма установкн ширины раскладки подключен ко .входу блока реверса.

да

f

4Й5/0

Щ 32 Г -77П

j И .1

-§ -Си . т t--I

21

fЦ й