Устройство для управления шаговым двигателем

Союз Советскик Социалистическиа Республик. Кл. Н 02 р 76 исоединением заявкиПриоритетОпубликовано 26.1,1973. БюллетеньДата опубликования описания 6.1 Ч.19 Комитет по деламизобретений и открытипри Совете МинистровСССР УДК 621.313,13-13Авторьдизобретения В, Р, Пивоваров, В. П. Рубцов и Ю, В. Исаев осковский ордена Ленина энергетический инстит3 аявител СТРОЙСТВО ПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ГАТЕЛЕМ 15 1Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, связанный своим входом с датчиком импульсов через ключ, управляемый реверсивным счетчиком, один вход которого подключен к выходу ключа, а другой - ко входу устройства.Известная схема управления обеспечивает работу шагового двигателя с частотой меньше частоты приемистости. В предлагаемом устройстве с целью увеличения быстродействия и расширения диапазона рабочих частот шагового двигателя в качестве датчика импульсов применен генератор с автоподстройкой частоты, вход которого соединен со входом устройства, а выход - со входом ключа.На чертеже приведена структурная схема описываемого устройства,Устройство состоит из генератора импульсов 1, выход которого через ключ 2 связан со входом распределителя импульсов 3. Распределитель импульсовчерез усилитель мощности 4 управляет двигателем 5.Счетчик 6 управляет ключом 2 таким образом, что ключ открыт во всех положениях счетчика кроме нулевого. Регулирование частоты генератора 1 осуществляется узлом сравнения частот 7, выход которого связан со входом генератора 1, один из входов - с выходом генератора 1, а на другой подаются импульсы управления. При частоте управляющих импульсов (дг) большей частоты генератора (1 ге) узел 7 увеличивает частоту генераТОРа, а ПРИ т(ген уМЕНЬШаЕТ ЕЕ. ЕСЛИ УП равляющие импульсы отсутствуют ф=О), точастота генератора уменьшается до минимальной величины, меньшей частоты приеми- СТОСТИ ШаГОВОГО ДВИГаТЕЛЯ (дге. мин(тнд. двиг)Для удобства расммотрения принципа ра боты схемы целесообразно выделить три возможных режима:1. Обработку импульсов управления с чанСТОТОИ /т (геп. иин2, Обработку серии импульсов управленияс частотой т ) ген. мин, количество которых не превышает числа разрядов счетчика.3. Режим слежения при )ген, мин В исходном состоянии при отсутствии управляющих импульсов счетчик 6 находится в 20 нулевом положении, обеспечивая закрытоесостояние ключа 2, в результате чего импульсы генератора 1, работающего с частотой ген. иин, НЕ ПРОХОДЯТ На ВХОД РаСПРЕДЕЛИтЕля д.25 При ду(дген, ги элемент сравнения частотв течение всего времени поступления управляющих импульсов обеспечивает работу генератора с частотой ;. Управляющий импульс, поступающий на вход счетчика 6, выводит его 30 из пулевого состояния, что приводит к откры.368707 ираж 755 Заказ 622 1 зд. М 172 одписнон Типография, пр. Сапунова 5ванию ключа 2. Импульс от генератора 1 проходит через открытый ключ 2 на вход распределителя 3, переключая усилитель 4 и шаговый двигатель 5 на один шаг. Одновременно импульс с выхода ключа 2 поступает на второй вход счетчика б, возвращая его в нулевое состояние (ключ 2 закрывается).При поступлении следующего управляющего импульса описанный процесс повторяется.Если частота генератора 1 меньше частоты импульсов упр авления (у) ген. мнп), узел сравнения частот 7 увеличивает частоту генератора. Темп изменения частоты определяется параметрами шагового двигателя и блока управления и должен выбираться, исходя из следую щего условия:Мдв МпагрН 1 где Мрв - момент шагового двигателя;Мпагр - момент двигателя;1 - суммарный момент двигателя инагрузки;1 - время.При выполнении этого условия двигатель во время разгона (торможения) не выпадает из синхронизма. При поступлении управляющих импульсов счетчик б выводится из нулевого положения, ключ 2 открывается, и импульсы генератора 1 поступают на вход распределителя 3. Так как частота т)ген, счетчик запо минает количество импульсов У, равное:У = рДу ген)фгде 1 р - время разгона (торможения).Таким образом, частота, на которую может быть выведен шаговый двигатель определяется уже не параметрами шагового двигателя, а только динамической ошибкой, определяемой емкостью счетчика.По окончании подачи управляющих импульсов ключ 2 продолжает оставаться открытым в течение времени отработки количества импульсов, записанных в счетчике во время разгона (до тех пор, пока счетчик не возвратится в нулевое положение). Одновременно элемент сравнения частот 7 уменьшает частоту генератора 1. Темп спадания частоты генератора, так же, как и нарастания ее, должен соответствовать динамическим возможностям шагового двигателя. В общем случае темпы разгона и торможения можно считать одинако выми.При большом числе импульсов управления,поступающих с частотой у)ген,мин (режим слежения), частота генератора достигает частоты импульсов управления. В этом случае 15 элемент сравнения 7 переводит генератор 1 врежим уменьшения частоты до тех пор, пока не восстановится условие ,)1 после чего процесс повторяется.Таким образом, система обеспечивает ре лейное слежение за частотой импульсов управления в пределах динамической ошибки, накопленной при пуске, По окончании следования импульсов управления осуществляется торможение двигателя аналогично описанно му ранее процессу, при котором накопленнаядинамическая ошибка отрабатывается при уменьшающейся частоте генератора до возвращения системы в исходное состояние. 30Предмет изобретенияУстройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, связанный своим входом с датчиком импульсов через ключ, управляемый реверсив ным счетчиком, один вход которого подключен к выходу ключа, а другой - к входу устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения диапазона рабочих частот двигателя, в качестве 40 датчика импульсов применен генератор с автоподстройкой частоты, вход которого соединен со входом устройства, а выход - со входом ключа.