Устройство для управления шаговымдВигАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P8/04 H02P8/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в электромеханических устрой- етвах технологического оборудования, содержащего шаговые двигатели, в которых требуется для повьшения средних скоростей перемещения объектов осуществлять минимальный по времени разгон двигателя до частоты, превышающей частоту приемистости данного тида двигателя с последующим сиижеш ем частоты при торможении. Известно устройство для управлени шаговым двигателем с программированным изменением частоты при разгоне и торможении, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и задатчик частоты входных импульсов 01. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для управления шаговым двига телем с программированным изменением частоты, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и задатчик частоТЫ входных импульсов, имекхций вход управления и включающий управляемый мультивибратор и стабилизаторы тока заряда и разряда конденсатора Iz . Недостатком известных устройств является низкое быстродействие, что обусловлено изменением частоты входных импульсов шагового двигателя по линейному закону, который не является оптимальным. Цель изобретения - повьшгение быстродействия шагового привода. Поставленная цель достигается тем, что задатчик частоты входных импульсов содержит два логических элемента 2И-НЕ, инвертор и одновибратор, подключенный своим входом ко входу коммутатора, выходом - чс первым входам обоих логических элементов 2И-НЕ, соединенных своими вторыми входами со входами управления непосредственно , другой через инвертор, а выходами соответственно со входами стабилизаторов тока разряда и заряда. 38 Такое выполнение устройства обеспечивает формирование оптимальных законов изменения частоты входных импульсов как при разгоне, так и при торможении шагового двигателя. На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 - характеристики элементов, входящих в задат чик входных импульсов. Устройство (фиг,1) содержит шаговый электродвигатель 1, коммутатор 2 фаз шагового двигателя, управляемый мультивибратор 3, конденсатор 4, стабилизатор 5 тока заряда, стабилизатор 6 тока разряда, вход 7 управления логические элементы 2И-НЕ 8 и 9, инвертор 10 и одновибратор 11, Устройство работает следующим образом, При подаче на вход 7 .управления логической единицы включается элемент 2И-НЕ и импульсы с одновибратора 11 поступают на вход стабилизатора 6 тока разряда. Стабилизаторы тока заряда и разряда выполняются по из вестным схемам на транзисторах таким образом, чтобы их включенное состояние соответствовало наличию на входе логического нуля. Скорость заряда, и разряда конденсаторов 4 определяется частотой управляемого мультивибра- . тора 3,

При линейно-спадающей передаточной характеристике управляемого мультивибратора 3 (сплошная линия на фиг.2а

« ,-,N. (1)

Формирование требуемого закона изменения частоты происходит следующим образом.

При подаче на вход 7 управления логической единицы включается элемент 8, и отрицательные импульсы с одновибратора 11, проинвертированные элементом 2И-НЕ 8, поступают на вход стабилизатора 6 тока разряда , При этом напряжение на конденсаторе 4 за Промежуток времени dt изменяется по закону

3-1- --iU

-fdt K3dt-K4fdt,(a)

c5iU

где Л постоянный ток разряда конденса тора;

где ./К, - константа.

Подставляя (З) в (4) получаем

$xVK,(),,,e.t

,(7;

к--к Vi где

константы.

N-( J

При линейно-возрастающей передаточной характеристике управляемого мультивибратора, (пунктирная линия на фиг,2а)

Формируется аналогичный закон изменения частоты при перемене местами стабилизаторов 5 и 6 тока,

Таким образом, при соответствующем подборе констант формируется экспоненциальный закон изменения (увеличения) выходной частоты управляемого мультивибратора 3, и осуществляется программируемый разгон шагового двигателя (фиг, 2 б),При длительном воздействии сигнала управления на разгон на входе 7 конденсатора r - длительность одновибратора; С - емкость конденсатора 4; - константы. гПосле подстановки уравнения (1)в получаем 0 K3cH:-K4()c t K t4-k: Uc3rt, (3) K5 K3-K4f-t; (,0,-1; K,j.,K - константы. Закон изменения частоты напряжения конденсаторе 4 при разгоне ) () f - начальная частота, с которой начинается разгон; f, - максимальная частота, при которой заканчивается разгон; К„ - константа,, определяемая типом электропривода. Решение (З) имеет вид tc - KbU e 7 K5-KgU Kge 6 (FJ К 7 - постоянная интегрирования; - константа. тсюда .K,.,,, („

почти полностью разряжается, и это состояние поддерживается необходимое по циклу время.

При необходимости торможения шагового двигателя на вход 7 управления подается сигнал логического нуля При этом элемент 8 отключается, и через инвертор 10 подключается элемент И 9. ИмпуЛьсы с одновибратора II поступают на вход стабилизатора 5 тока заряда, через который происходит заряд конденсатора 4 таким же образом и по аналогичному закону, что и при разгоне шагового двигателя (фиг.2 б)

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем с программирован|1ым изменением частоты, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и задатчик частоты входных импульсов, имеющий вход управления и включающий управляемый мультивибратор и стабилизаторы тока заряда и разряда конденсатора, отличающееся тем, что, с цепью повышения быстродействия, задатчик частоты входных импульсов содержит два логических элемента 2И-НЕ, инвертор и одновибратор, подключенный своим входом ко входу коммутатора, выходом - к первым входам обоих логических элементов 2И-НЕ, соединенных

своими вторыми входами со входом управления, один непосредственно, другой через инвертор, а выходами соответственно со входами стабилизаторов тока разряда и заряда.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

вьш.20, 1975, с.21-26.

Wf

fili: fjrfi)fLi)

lUW

11

iL

(s,

Ht(frfiii:f-t

9иг.г