Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (И) А 1 2 Р 8/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ //Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТНЕННИЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 944051, кл. Н 02 Р 8/ОО, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение касается управленияэлектрическими машинами, Цель изобретения - упрощение устройства дляуправления шаговым двигателем. Устройство содержит источник питания 1,распределитель импульсов 2, расширитель импульсов 3, генератор импульсов 4, логический элемент ИЛИ 5, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает основной ключевой элемент 6, вспомогательный ключевой элемеьт 7, разделительные диоды 8, логический элемент ИСКЛЮЧАЮ-, ЩЕЕ ИЛИ 9 и подсоединен к одной из обмоток 10 двигателя. Степень форсирования нарастания и спадания тока в обмотках двигателя зависит от текущего значения частоты управляющих импульсов, что обеспечивает плавность движения ротора двигателя с сохранением его высоких динамических характеристик. Изобретение позволяет упростить и удешевить устройство за счет введения генератора импульсов и элемента ИЛИ 5, выполненных на микросхемах, взамен источника питания постоянного тока, включающего трансфор- ф ф матор, полупроводниковые и другие (, радиоэлементы. 1 ил.Изобретение относится к управлению электрическими машинами и можетбыть использовано в шаговом электроприводе,Цель изобретения состоит в упрощении устройства.На чертеже представлена блок-схемаустройства для управления шаговымдвигателем,Устройство для управления шаговымдвигателем содержит источник 1 питания постоянного тока повьппенного напряжения, распределитель 2 импульсов,расширитель Эимпульсов, генератор4 импульсов, логический элемент ИЛИ5, многоканальный усилитель мощности,каждый канал которого содержит основной ключевой элемент 6, вспомогательный ключевой элемент 7, разделительные диоды 8, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и подсоединен к однойиз обмоток 10 шагового двигателя. Устройство работает следующим образом.Расширитель импульсов 3 преобразу ет значение периода управляющих импульсов (частоту) в длительность фор. сировочного импульса, причем, чем меньше период управляющих импульсов (вьппе частота), тем больше длительность форсировочного импульса. При частотах управляющих импульсов, меньших некоторой частоты Г, длительность форсировочного импульса равна нулю, а при частотах управляющих импульсов вьппе некоторой частоты г длительность форсировочного импульса равна периоду управляющих импульсов.При работе устройства на частоте Г к Г длительность форсировочного3импульса равна нулю, При поступлении разрешающего импульса с распределителя 2 импульсов включается основной ключевой элемент 6. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 пропускает с выхода логического эл гевыхода логического элемента ИЛИ 5 последовательность импульсов, вырабатываемых генератором 4, на вход вспомогательного ключевого .элемента Ключевой элемент 7 открывается на время, равное длительности импульса Т ток в обмотке 1 О быстро нарастает под действием источника 1 питания постоянного тока повьппенного напряже. ния. Во время паузы между импульсами Т-Ти вспомогательный ключевой элемент 7 отключается. Ток закмыкается 5 0 5 20 25 30 35 40 45 50 55 по цепи: разделительный диод 8, обмотка 1 О, основной ключевой элемент б и медленно спадает. Среднее значение тока в обмотке двигателя определяется значением скважности импульсов генератора и равняется:ТиТ =ТФ"ср мокс Т ТиПри поступлении запрещающего импульса с распределителя 2 импульсов основной ключевой элемент б запирается. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 пропускает с выхода логического элемента ИЛИ 5 последовательность формируемых генератором импульсов в инверсной полярности, Вспомогательный ключевой элемент 7 в этом случае запирается на время Т, при этом через разделительные диоды 8 обмотка 10 шагового двигателя подключается к источнику 1 питания постоянного тока повышенного напряжения. На время Т-Т вспомогательный ключевой элемент 7 отпирается, ток замыкается по цепи: разделительный диод 8, обмотка 10, вспомогательный ключевой элемент 7. Ток в обмотке при этом медленно спадает. Таким образом, при частотах Г 1 среднее значениентока в обмотке шагового двигателя4обуславливается скважностью импульсов, вырабатываемых генератором. При частотах Г г расширитель2 импульсов формирует форсировочный импульс на каждый управляющий им- .пульс,.длительность которого зависит от длительности управляющего импульса. Порядок работы ключевых элементов 6 иостается без изменений.Отличие режгпча работы при частотах ГГп от описанного вьппе состоит в том, что логический элемент ИЛИ 5 пропускает на вход логического эле-.мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 форсировочный импульс с распределителя 2 импульсов, а во время паузы между форсировочными импульсами пропускает последовательность импульсов с генератора 4 импульса. Таким образом, при частотах Г среднее значение тока в обмотке шагового двигателя обуславливается совокупностью значений длительности форсировочного импульса и скважности генерируемых импульсов.Выбор значений частот Г и Гзпроизводится исходя из электрицеских параметров шагового двигателя с уче12642 Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник питания постоянного тока, реверсивный распределитель импульсов, расшириСоставитель В. АлфимовРедактор К. Волощук Техред ВЛадар Корректор В.Бутяга Заказ 5571/55 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ом значения напряжения источника 1питания постоянного тока. Таким образом, степень форсирования нарастания и спадания тока в обмотках шагового двигателя зависит от текущегозначения частоты управляющих импульсов, что обеспечивает плавность движения ротора шагового двигателя с сохранением высоких динамических характеристик шагового двигателя. Использование изобретения позволяет упростить и удешевить устройство управления шаговым двигателем за счет введения генератора импульсов 5 и логического элемента ИПИ, выполненных на микросхемах, взамен источника питания постоянного тока, содержащего трансформатор, полупроводниковые и другие радиоэлементы,обеспечив при этом сохранение динамических характеристик шагового двигателя. Формула изобретения25 96 4тель импульсов с длительностью импульса, зависящей от частоты входныхимпульсов, вход которого связан свходами распределителя импульсов, имногоканальный усилитель мощности,каждый канал которого включает в себя основной и вспомогательный ключевые элементы, разделительные диодыи элемент ИСКЛ 1 ОЧАКЗЦЕЕ ИЛИ, первыйвход которого соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов и управляющим входом основногоключевого элемента, второй вход -с выходом расширителя импульсов, авыход - с управляющим входом вспо";логательного ключевого элемента,подключенного к источнику питанияпоследовательно с основным ключевымэлементом и фазой двигателя, а разделительные диоды включены мезду вы.водами фазы и полюсами источникамипитания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения, в неговведены генератор импульсов и элемент ИЛИ, выход которого соединен свторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ,.первый вход - с выходом расширителя импульсов, а второй входс выходом генератора импульсов.